RU2483672C2 - Method of diagnosing functional interhemispheric asymmetry in right-handed and left-handed people - Google Patents
Method of diagnosing functional interhemispheric asymmetry in right-handed and left-handed people Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483672C2 RU2483672C2 RU2011123912/14A RU2011123912A RU2483672C2 RU 2483672 C2 RU2483672 C2 RU 2483672C2 RU 2011123912/14 A RU2011123912/14 A RU 2011123912/14A RU 2011123912 A RU2011123912 A RU 2011123912A RU 2483672 C2 RU2483672 C2 RU 2483672C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rhythm
- handed
- eyes
- hemisphere
- hand
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, в частности к области медицинской и психофизиологической диагностики, и касается диагностики степени функциональной асимметрии у правшей и левшей.The invention relates to medicine, in particular to the field of medical and psychophysiological diagnostics, and for the diagnosis of the degree of functional asymmetry in right-handed and left-handed people.
Межполушарная асимметрия является фундаментальным свойством мозга человека. Впервые современная постановка проблемы функциональной межполушарной асимметрии (ФМА) у человека возникла после работ Р.Вгоса (1861), W.Ogle (1867), K.Wemicke (1874), H.Bastian (1882) и др., показавших латерализацию речевых функций у человека.Interhemispheric asymmetry is a fundamental property of the human brain. For the first time, the modern formulation of the problem of functional interhemispheric asymmetry (FMA) in humans arose after the work of R. Vgos (1861), W. Ogle (1867), K. Wemicke (1874), H. Bastian (1882) and others, which showed lateralization of speech functions in humans.
Исследования, посвященные оценке степени выраженности сенсорных и моторных асимметрий в группах левшей и правшей, различаются по методам определения функциональной асимметрии (Annet M. The distribution о manual asymmetry // Br. J. O Psychology. 1972. V.6. P.343-358; Федорук А.Г., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека в операторской деятельности. // Космическая биология и авиационная медицина. - 1980. - №5. - С.39-42; Фомина Е.В. Сенсомоторные асимметрии спортсменов. - Омск, 2003. - С.150; Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека, 2-е изд. - M.: Медицина, 1988. - С.203-219). Измеряемая с помощью различных тестов функциональная асимметрия мозга говорит только об особенностях конкретных поведенческих проявлений и не всегда коррелирует с общей функциональной асимметрией.Studies devoted to assessing the severity of sensory and motor asymmetries in left-handed and right-handed groups differ in methods for determining functional asymmetry (Annet M. The distribution of manual asymmetry // Br. J. O Psychology. 1972. V.6. P.343- 358; Fedoruk A.G., Dobrokhotova T.A. Functional asymmetries of a person in operator activity // Space Biology and Aviation Medicine. - 1980. - No. 5. - P. 39-42; Fomina E.V. Sensomotor asymmetries of athletes . - Omsk, 2003. - P.150; Bragina N.N., Dobrokhotova T.A. Functional asymmetries of a person, 2nd ed. - M .: Medicine, 1988. - P.2 03-219). The functional asymmetry of the brain, measured using various tests, speaks only about the features of specific behavioral manifestations and does not always correlate with general functional asymmetry.
Использование электроэнцефалографии (ЭЭГ) при анализе межполушарной асимметрии существенно дополняет общую картину различий правшей и левшей. Полушарные различия когерентных характеристик ЭЭГ у правшей и левшей, описанные различными исследователями, по характеру неоднородны и противоречивы, имеют разные методические подходы (Гриндель О.М., Сазонова О.Б., Жиров С.Б. Исследование пространственной структуры альфа-ритма здорового человека методом картирования ЭЭГ. // Журн. высш. нервн. деят. - Т.42. - В.2. - 1992. - С.491-499; Голдстайн Л. Характеристика дифференциальной полушарной ЭЭГ активации у право- и леворуких. Леворукость, антропоизометрия и латеральная адаптация. - Москва - Ворошиловград, 1985. - С.41; Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н. Левши. - М.: Медицина, 1977. - С.359; Ефимова И.В., Тимаева М.А., Уварова Л.Г. Межполушарная асимметрия (МПАс) диапазонов ритмов ЭЭГ и ее межиндивидуальная вариабельность у здоровых людей в зависимости от латерализации ведущей руки. // Физиология человека. - 1984. - Т.10. - №4. - С.515; Жаворонкова Л.А. Правши-левши: межполушарная асимметрия биопотенциалов мозга человека. - Краснодар: Экоинвест, 2009. - С.21-64; Русинов B.C., Гриндель О.М., Болдырева Г.Н., Вакар Е.М. Симметричность и стабильность спектров ЭЭГ здорового человека. // Журн. высш. нерв. деят. - 1976. - Т.26. - №3. - С.576-587; Русинов B.C., Гриндель О.М., Болдырева Г.Н., Вакар Е.М. Биопотенциалы мозга человека (математический анализ). - М.: Медицина, 1987. - С.254; Yoshii F., Ginsberg M.D., Kelley R.E. et al. Asymmetric somatosensory activation topographic study // Brain Res. 1989. V.48. №2. - P.355; Lopez da Silva F.N., Van Lierop Т.Н., Schrijer C.F., Storm van Leeuwen W. Organisation of thalamic and cortical alpha rhythms: spectra and coherences / EEG and din. Neurophysiol. 1973. V.35. P.627; Earle J.B. Task difficulty and EEG alpha asymmetry: an amplitude and frequency analysis // Neuropsychobiology. 1988. V.20, P.96-112).The use of electroencephalography (EEG) in the analysis of interhemispheric asymmetry significantly complements the overall picture of the differences between right-handed and left-handed people. Hemispheric differences in the coherent characteristics of EEG in right-handed and left-handed people, described by various researchers, are heterogeneous and contradictory in nature, have different methodological approaches (Grindel OM, Sazonova OB, Zhirov SB. Study of the spatial structure of the alpha rhythm of a healthy person EEG mapping method. // Journal of Higher Nervous Worker - T.42. - B.2. - 1992. - P.491-499; Goldstein L. Characterization of differential hemispheric EEG activation in right- and left-handed. anthropoisometry and lateral adaptation. - Moscow - Voroshilovgrad, 19 85. - P.41; Dobrokhotova T.A., Bragina N.N. Lefthander. - M .: Medicine, 1977. - P.359; Efimova I.V., Timaeva M.A., Uvarova L.G. Interhemispheric asymmetry (MPAc) of the EEG rhythm ranges and its interindividual variability in healthy people depending on the lateralization of the leading arm // Human Physiology. - 1984. - T. 10. - No. 4. - P.515; Zhavoronkova L.A. Pravshi - left-handed people: interhemispheric asymmetry of human brain biopotentials. - Krasnodar: Ecoinvest, 2009. - P.21-64; Rusinov B.C., Grindel O.M., Boldyreva G.N., Vakar E.M. Symmetry and stability of the EEG spectra of a healthy person. // Journal. higher nerve. activist - 1976.- T.26. - Number 3. - S.576-587; Rusinov B.C., Grindel O.M., Boldyreva G.N., Vakar E.M. Biopotentials of the human brain (mathematical analysis). - M .: Medicine, 1987. - P.254; Yoshii F., Ginsberg M.D., Kelley R.E. et al. Asymmetric somatosensory activation topographic study // Brain Res. 1989. V. 48. No. 2. - P.355; Lopez da Silva F.N., Van Lierop T.N., Schrijer C.F., Storm van Leeuwen W. Organization of thalamic and cortical alpha rhythms: spectra and coherences / EEG and din. Neurophysiol. 1973. V.35. P.627; Earle J.B. Task difficulty and EEG alpha asymmetry: an amplitude and frequency analysis // Neuropsychobiology. 1988. V.20, P.96-112).
В лаборатории клинической нейрофизиологии Института нейрохирургии им. Н.Н.Бурденко разработан способ оценки частотных характеристик ЭЭГ с помощью средней частоты и эффективной частотной полосы спектра мощности. Однако при анализе биоритмов данным способом в группах левшей и правшей не обнаружилось статистически значимых межполушарных различий, они имеют место только в диапазоне альфа-ритма по частоте у правшей (Гриндель О.М., Гершман С.Г., Болдырева Г.Н. и др. Межцентральные отношения в коре больших полушарий мозга человека по данным спектра когерентности и фазового спектра ЭЭГ // Журн. высш. нерв. деят. - 1973. - Е.23. - №4. - С.771-781). По данным Buttler S.R. (Buttler S.R., Glass A. Asymmetries in the encephalogramm associated with cerebral dominance // EEG and din. Neurophysiol. 1978. V.45. №4. - P.393). В настоящее время известно множество способов определения межполушарной асимметрии (патент RU №2115364, 20.07.1998; патент RU №2151548, 27.06.2000; патент RU №2198589, 20.02.2003). Однако большинство из них касаются определения межполушарной асимметрии с помощью сенсорных и моторных проб без анализа электрофизиологической картины мозга по полушариям.In the laboratory of clinical neurophysiology of the Institute of Neurosurgery. NN Burdenko developed a method for assessing the frequency characteristics of an EEG using the average frequency and the effective frequency band of the power spectrum. However, when analyzing biorhythms by this method, statistically significant interhemispheric differences were not found in left-handed and right-handed groups, they occur only in the alpha rhythm frequency range of right-handed people (Grindel OM, Gershman S.G., Boldyreva G.N. and other. Intercenter relations in the cerebral cortex of the human brain according to the coherence spectrum and phase spectrum of the EEG // Journal of Higher Nervous Workers - 1973. - E.23. - No. 4. - S.771-781). According to Buttler S.R. (Buttler S.R., Glass A. Asymmetries in the encephalogramm associated with cerebral dominance // EEG and din. Neurophysiol. 1978. V.45. No. 4. - P.393). Currently, there are many methods for determining interhemispheric asymmetry (patent RU No. 21155364, 07.20.1998; patent RU No. 2151548, 06.27.2000; patent RU No. 2198589, 02.20.2003). However, most of them relate to the determination of interhemispheric asymmetry using sensory and motor tests without analyzing the electrophysiological picture of the brain in the hemispheres.
Существует способ определения степени межполушарной асимметрии мозга (заявка RU №2003135904, кл. A61B 5/16, бюл. №14, 2005), где в качестве показателя функционального состояния мозга используется уровень функциональных возможностей центральной нервной системы (УФВ ЦНС). Сенсомоторный тест выполняют унимануально с паузой не менее 7 минут. Коэффициент межполушарной асимметрии рассчитывают по формуле:There is a method for determining the degree of interhemispheric asymmetry of the brain (application RU No. 2003135904,
Кас=(УФВл-УФВп)/(УФВл+УФВп)·100%, где УФВл - это уровень функциональных возможностей нервной системы при выполнении сенсомоторного теста правой рукой; УФВп - это уровень функциональных возможностей при выполнении сенсомоторного теста левой рукой. Недостатком данного способа является отсутствие данных о реакции биоритмов мозга по ЭЭГ в момент проведения сенсомоторного теста.CAS = (UVVL-UVVp) / (UVVL + UVVp) · 100%, where UVVL is the level of the nervous system’s functionality when performing the sensorimotor test with the right hand; UVVp is the level of functionality when performing the sensorimotor test with the left hand. The disadvantage of this method is the lack of data on the reaction of biorhythms of the brain by EEG at the time of the sensorimotor test.
Известен способ определения функционального состояния человека с правым профилем асимметрии (Жаворонкова Л.А. АС №1581278, 30.07.1990), который позднее дополнен результатами детального анализа биоритмов мозга в бодрствовании и во сне у правшей и левшей с внедрением программы когерентного анализа (Ка) ритмов по полушариям:A known method for determining the functional state of a person with a right asymmetry profile (Zhavoronkova L.A. AS No. 1581278, 07/30/1990), which was later supplemented by the results of a detailed analysis of brain biorhythms in wakefulness and sleep in right-handed and left-handed people with the introduction of a coherent analysis program (Ka) hemisphere rhythms:
Ка=1/n(Ког Е Л1 - Ког Е П1/Ког Е Л1 + Ког Е П1+ …+Ког Е Лn - Ког Е Пn/Ког Е Лn+Ког Е Пn), где Ког - когерентность, Е - сумма, Л - левый, П - правый (Жаворонкова Л.А. Правши-левши: межполушарная асимметрия биопотенциалов мозга человека. - Краснодар: Экоинвест, 2009. - С.21-64). Однако при этом нет данных, касающихся анализа мю-ритма (роландического, соматосенсорного), являющегося вариантом нормального ритма, близкого по частотной характеристике к альфа-ритму, но отличающегося от него по степени выраженности в различных областях коры (мю-ритм регистрируется преимущественно в центральных областях).Ka = 1 / n (Cog E L1 - Cog E P1 / Cog E L1 + Cog E P1 + ... + Cog E Ln - Cog E Pn / Cog E Ln + Cog E Pn), where Cog is coherence, E is the sum, L - left, P - right (Zhavoronkova L.A. Left-handed people: interhemispheric asymmetry of human brain biopotentials. - Krasnodar: Ecoinvest, 2009. - P.21-64). However, there is no data regarding the analysis of mu rhythm (rolandic, somatosensory), which is a variant of the normal rhythm that is similar in frequency to the alpha rhythm, but differs from it in severity in various regions of the cortex (mu rhythm is recorded mainly in the central areas).
Существует метод определения индивидуального профиля латеральной организации (ПЛО) (Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. - М.: Медицина, - 1988. - С.203-219), принятый за прототип, включающий оценку характера моторных асимметрий - определение степени правшества-левшества по моторному доминированию руки и ноги (фиг.1), а также сенсорных асимметрий - определение ведущего глаза и уха. Однако описанная в прототипе методика определения межполушарной асимметрии с помощью сенсорных и моторных проб не отражает полной картины функциональной межполушарной асимметрии, так как не содержит анализ электрофизиологической картины мозга по полушариям.There is a method for determining the individual profile of the lateral organization (PLO) (Bragin NN, Dobrokhotova TA Functional asymmetries of a person. - M .: Medicine, - 1988. - P.203-219), adopted for the prototype, including character assessment motor asymmetries - determining the degree of right-handedness on the basis of motor dominance of the arm and leg (Fig. 1), as well as sensory asymmetries - determining the leading eye and ear. However, the technique described in the prototype for determining hemispheric asymmetry using sensory and motor tests does not reflect the full picture of functional interhemispheric asymmetry, since it does not contain an analysis of the electrophysiological picture of the brain in hemispheres.
Задачей заявляемого изобретения является выявление достоверных критериев, определяющих функциональную межполушарную асимметрию у левшей и правшей с помощью регистрации мю-ритма по ЭЭГ в различных функциональных состояниях бодрствования и определения биоэлектрического фокуса доминирования мю-ритма по полушариям с помощью сенсомоторной пробы.The task of the invention is to identify reliable criteria for determining functional interhemispheric asymmetry in left-handed and right-handed people using registration of mu rhythm by EEG in various functional states of wakefulness and determining the bioelectric focus of dominance of mu rhythm in hemispheres using a sensorimotor test.
Поставленная задача решается путем внедрения способа определения индивидуального профиля латеральной организации с использованием мю-ритма, регистрированного с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в различных функциональных состояниях бодрствования и при сенсомоторной пробе для правой и левой руки.The problem is solved by introducing a method for determining the individual profile of the lateral organization using mu rhythm recorded using an electroencephalogram (EEG) in various functional states of wakefulness and with a sensorimotor test for the right and left hand.
Для реализации поставленной задачи проводились исследования в городе Владивостоке на базе Медицинского центра «НЕВРОН» в течение 12 месяцев (с 2009 по 2010 г.). Для обследования выбраны практически здоровые добровольцы обоего пола 260 человек в возрасте 20-40 лет. Возрастная группа выбрана с учетом возрастной «зрелости» и стабильности ритмов по ЭЭГ, а также из-за отсутствия хронических заболеваний в исследуемой группе. Динамическое тестирование пациентов проводилось в одно и то же время суток (с 10 до 12 часов). Определение индивидуального профиля латеральной организации (ПЛО) (правша или левша) осуществлялось по методике (Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А., 1988), добровольцы со смешанным типом ПЛО были исключены. Далее проводилась запись электроэнцефалограммы с функциональными пробами с дополнительным проведением сенсомоторной пробы. Запись ЭЭГ проводилась в положении сидя в затемненной комнате по стандартной методике, включающей пассивное и активное бодрствование, функциональные пробы (открывание-закрывание глаз, ритмическую фотостимуляцию 2-30 Гц (РФС) и гипервентиляцию (ГВ) 5 мин). Применялась схема расположения электродов по Международной системе "10-20" (Джаспер, 1958) в стандартных отведениях, включающих основные зоны мозга правого и левого полушарий: затылочную (О), теменную (Р), центральную (С), лобную (F), височную (Т). Использовались монополярный с объединенным референтным электродом и биполярный монтажи. Полоса пропускания 0,5-35 Гц, амплитудная калибровка 7 мкВ, развертка 30 мм/сек. С помощью частотного и амплитудного анализа определялась область доминирования в диапазоне мю-ритма по полушариям с построением потенциальных карт активности и их потенциальных полей. Все показатели рассчитывались отдельно для правого и левого полушария.To achieve this goal, studies were conducted in the city of Vladivostok on the basis of the NEURON Medical Center for 12 months (from 2009 to 2010). For the examination, almost healthy volunteers of both sexes were selected for 260 people aged 20-40 years. The age group was selected taking into account age-related “maturity” and EEG rhythm stability, as well as due to the absence of chronic diseases in the study group. Dynamic testing of patients was carried out at the same time of the day (from 10 to 12 hours). The determination of the individual profile of the lateral organization (PLO) (right-handed or left-handed) was carried out according to the methodology (Bragin NN, Dobrokhotova TA, 1988), volunteers with a mixed type of PLO were excluded. Then, an electroencephalogram was recorded with functional tests with an additional sensorimotor test. EEG recording was carried out in a sitting position in a darkened room according to a standard technique, including passive and active wakefulness, functional tests (opening-closing of eyes, rhythmic photostimulation of 2-30 Hz (RFU) and hyperventilation (GV) for 5 min). The electrode arrangement was used according to the International System "10-20" (Jasper, 1958) in standard leads, including the main brain areas of the right and left hemispheres: occipital (O), parietal (P), central (C), frontal (F), temporal (T). Used monopolar with a combined reference electrode and bipolar montages. Bandwidth 0.5-35 Hz,
При детальном анализе мю-ритма по ЭЭГ наблюдалась лучшая визуализация мю-ритма при биполярном монтаже в центрально-теменных отделах, а при монополярном монтаже - в центральных отделах. Выявлены различия у левшей и правшей в локализации доминирующего функционального фокуса мю-ритма по полушариям с обратной зависимостью преобладания мю-ритма во время сенсомоторной пробы от доминирующей руки.With a detailed analysis of mu rhythm by EEG, the best visualization of mu rhythm was observed with bipolar editing in the central parietal sections, and with monopolar editing, in the central sections. Differences between left-handed and right-handed people in the localization of the dominant functional focus of mu rhythm in the hemispheres with an inverse relationship between the prevalence of mu rhythm during a sensorimotor test and the dominant hand were revealed.
С помощью полученных результатов был сформирован новый способ диагностики функциональной межполушарной асимметрии у правшей и левшей, который заключается в определении индивидуального профиля латеральной организации (ПЛО) с использованием мю-ритма по ЭЭГ в различных функциональных состояниях бодрствования (с амплитудно-частотным анализом коэффициентов асимметрии) и с сенсомоторной пробой по схеме: «Закрыть глаза - сжать правую руку - открыть глаза - затем разжать руку»; «Закрыть глаза - сжать левую руку - открыть глаза - затем разжать руку».Using the results obtained, a new method for diagnosing functional interhemispheric asymmetry in right-handed and left-handed people was formed, which consists in determining the individual profile of lateral organization (PL) using the EEG mu rhythm in various functional states of wakefulness (with amplitude-frequency analysis of asymmetry coefficients) and with sensorimotor breakdown according to the scheme: "Close your eyes - squeeze your right hand - open your eyes - then unclench your hand"; "Close your eyes - squeeze your left hand - open your eyes - then unclench your hand."
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Вначале проводят индивидуальное тестирование, включающее определение индивидуального профиля латеральной организации с оценкой характера моторных асимметрий - определение степени правшества-левшества по доминированию руки и ноги, а также сенсорных асимметрий - с определением ведущего глаза и уха. Затем производят рутинную запись ЭЭГ (в положении сидя) в затемненной комнате по стандартной методике, включающей пассивное и активное бодрствование, функциональные пробы (открывание-закрывание глаз, ритмическую фотостимуляцию 2-3 0 Гц (РФС) и гипервентиляцию (ГВ) 5 мин.). Применяется схема расположения электродов по Международной системе "10-20" (Джаспер, 1958) в стандартных отведениях с включением основных зон мозга правого и левого полушарий. Используются монополярный с объединенным референтным электродом и биполярный монтажи. Полоса пропускания 0,5-35 Гц, амплитудная калибровка 7 мкВ, развертка 30 мм/сек. Анализу подвергаются безартефактные отрезки ЭЭГ с фиксированным периодом в 3 секунды участков с лучшей визуализацией мю-ритма в центральных (С) и центрально-теменных отведениях (С-Р). Все показатели рассчитываются отдельно для правого и левого полушария. Затем определяют биоэлектрический функциональный фокус доминирования мю-ритма по полушариям во время сенсомоторной пробы, осуществляемой по схеме: «Закрыть глаза - сжать правую руки - открыть глаза - затем разжать руку»; «Закрыть глаза - сжать левую руку - открыть глаза - затем разжать руку».First, individual testing is carried out, including determining the individual profile of the lateral organization with an assessment of the nature of motor asymmetries - determining the degree of right-handedness-left-handedness by the dominance of the arm and leg, as well as sensory asymmetries - with the definition of the leading eye and ear. Then, a routine recording of EEG (in a sitting position) in a darkened room is performed according to a standard technique, including passive and active wakefulness, functional tests (opening-closing of eyes, rhythmic photostimulation of 2-3 0 Hz (RFU) and hyperventilation (GV) for 5 min.) . The arrangement of electrodes according to the International System "10-20" (Jasper, 1958) in standard leads with the inclusion of the main brain zones of the right and left hemispheres is used. Monopolar with integrated reference electrode and bipolar mountings are used. Bandwidth 0.5-35 Hz,
Для анализа мю-ритма разработаны амплитудно-частотные коэффициенты асимметрии.For the analysis of mu rhythm, amplitude-frequency asymmetry coefficients are developed.
Коэффициент амплитудной асимметрии рассчитывается по формуле:The amplitude asymmetry coefficient is calculated by the formula:
КАА=(R(Nmax-Nmin)л-R(Nmax-Nmin)п)/(R(Nmax-Nmin)л+R(Nmax-Nmin)п)×100%,KAA = (R (Nmax-Nmin) l-R (Nmax-Nmin) p) / (R (Nmax-Nmin) l + R (Nmax-Nmin) p) × 100%,
где КАА - коэффициент амплитудной асимметрии, R=Nmax-Nmin - разность между максимальной (Nmax) и минимальной (Nmin) точками внутри интервала в центральных отведениях за 3 секунды; л - левое, п - правое полушарие.where KAA is the coefficient of amplitude asymmetry, R = Nmax-Nmin is the difference between the maximum (Nmax) and minimum (Nmin) points within the interval in the central leads in 3 seconds; l - left, n - right hemisphere.
Коэффициент частотной асимметрии рассчитывается по формуле:The frequency asymmetry coefficient is calculated by the formula:
КЧА=(R (Nmax-Nmin)л-R (Nmax-Nmin)п)/(R (Nmax-Nmin)л+R (Nmax-Nmin)п)×100%;CFA = (R (Nmax-Nmin) l-R (Nmax-Nmin) p) / (R (Nmax-Nmin) l + R (Nmax-Nmin) p) × 100%;
где КЧА - коэффициент частотной асимметрии, R=Nmax-Nmin - разность между максимальной (Nmax) и минимальной (Nmin) точками внутри интервала в центральных отведениях за 3 секунды; л - левое, п - правое полушарие.where CFA is the coefficient of frequency asymmetry, R = Nmax-Nmin is the difference between the maximum (Nmax) and minimum (Nmin) points within the interval in the central leads in 3 seconds; l - left, n - right hemisphere.
Способ поясняется иллюстрирующим материалом, гдеThe method is illustrated by illustrative material, where
на фиг.1 изображена схема проекции сенсомоторной области правой и левой руки;figure 1 shows a projection diagram of the sensorimotor region of the right and left hands;
на фиг.2 и 3 показан фрагмент электроэнцефалограммы С., 30 лет (правша) (биполярный монтаж), с анализом разницы по спектрограмме между мю-ритмом и альфа-ритмом (мкВ);figure 2 and 3 shows a fragment of the electroencephalogram S., 30 years old (right-handed) (bipolar installation), with the analysis of the difference in the spectrogram between mu rhythm and alpha rhythm (μV);
на фиг.4 и 5 показан фрагмент электроэнцефалограммы С., 30 лет (правша) (монополярный монтаж), с определением фокуса доминирования мю-ритма по картограмме во время сенсомоторной пробы (мкВ);Figures 4 and 5 show a fragment of an electroencephalogram S., 30 years old (right-handed) (monopolar editing), with determination of the focus of mu rhythm dominance from the cartogram during the sensorimotor test (μV);
на фиг.6 и 7 показан фрагмент электроэнцефалограммы К., 30 лет (левша) (биполярный монтаж), с анализом разницы по спектрограмме между мю-ритмом и альфа-ритмом (мкВ);6 and 7 show a fragment of the electroencephalogram K., 30 years old (left-handed) (bipolar editing), with the analysis of the difference in the spectrogram between mu rhythm and alpha rhythm (μV);
на фиг.8 и 9 изображен фрагмент электроэнцефалограммы К., 30 лет (левша) (монополярный монтаж), с определением фокуса доминирования мю-ритма по картограмме во время сенсомоторной пробы (мкВ).Figures 8 and 9 show a fragment of the electroencephalogram K., 30 years old (left-handed) (monopolar editing), with the focus being determined by the mu rhythm from the cartogram during the sensorimotor test (μV).
Способ иллюстрируется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
В качестве примера взяты два добровольца (без органических заболеваний головного мозга) правша и левша одного возраста мужского пола. Определяется индивидуальный профиль латеральной организации с проведением электроэнцефалограммы в различных функциональных состояниях бодрствования и при сенсомоторной пробе, проводится амплитудно-частотный анализ мю-ритма в сравнении с корковым ритмом (альфа-ритмом) в различных областях мозга.As an example, we took two volunteers (without organic brain diseases) a right-handed person and a left-handed person of the same male age. An individual profile of the lateral organization is determined with conducting an electroencephalogram in various functional states of wakefulness and with a sensorimotor test, an amplitude-frequency analysis of the mu rhythm is carried out in comparison with the cortical rhythm (alpha rhythm) in various areas of the brain.
Пример 1: С., 30 лет (правша).Example 1: S., 30 years old (right-hander).
Доброволец С. (мужчина 30 лет), по тестированию ПЛО - правша (ведущий глаз - правый, ведущее ухо - правое, ведущая рука - правая, ведущая нога - правая).Volunteer S. (male 30 years old), for testing PLO - right-handed (lead eye - right, lead ear - right, lead hand - right, lead leg - right).
В таблицах 1 и 2 представлен сравнительный анализ средних значений по амплитудам и частоте мю- и альфа-ритма в разных областях головного мозга, указывающий на наличие закономерности в межполушарном распределении мю- и альфа-ритмов в зависимости от доминирующего полушария.Tables 1 and 2 present a comparative analysis of the average values for the amplitudes and frequency of mu and alpha rhythms in different areas of the brain, indicating the presence of patterns in the interhemispheric distribution of mu and alpha rhythms depending on the dominant hemisphere.
Проведен спектральный анализ мю-ритма в сравнении с альфа-ритмом в проекционных областях доминирования по полушариям (табл.1, 2 и фиг.2, 3). По данным ЭЭГ выявлена разница в амплитудно-частотном доминировании мю-ритма по полушариям. Выявлено сходство в частотно-амплитудном доминировании мю-ритма и альфа-ритма в левой гемисфере. Однако есть и различия по мю-ритму и альфа-ритму: мю-ритм лучше визуализируется при биполярном монтаже, а альфа-ритм - при монополярном монтаже; мю-ритм регистрируется по монополярному монтажу в центральных отделах левого полушария, при биполярном монтаже - в центрально-теменных отделах левого полушария, а альфа-ритм - в затылочной области левого полушария. С помощью КАА и КЧА выявлена разница по амплитуде и частоте мю-ритма в центральных отделах (С) у правши:A spectral analysis of mu rhythm was carried out in comparison with alpha rhythm in the projection areas of dominance in the hemispheres (Tables 1, 2 and 2, 3). According to the EEG data, a difference was found in the amplitude-frequency dominance of the mu rhythm in the hemispheres. A similarity was found in the frequency-amplitude dominance of mu rhythm and alpha rhythm in the left hemisphere. However, there are differences in mu rhythm and alpha rhythm: mu rhythm is better visualized with bipolar editing, and alpha rhythm is better visualized with monopolar editing; mu rhythm is recorded by monopolar editing in the central parts of the left hemisphere, with bipolar editing - in the central parietal parts of the left hemisphere, and the alpha rhythm - in the occipital region of the left hemisphere. Using KAA and KChA revealed the difference in the amplitude and frequency of mu rhythm in the Central departments (C) of the right-hander:
1) амплитуда R слева 50 мкВ, R справа 42,3 мкВ1) the amplitude of R on the left is 50 μV, R on the right is 42.3 μV
КАА=7,7/92,3×100%=8,3%;KAA = 7.7 / 92.3 × 100% = 8.3%;
2) частота R слева 11,1 Гц, R справа 10 Гц2) the frequency R on the left is 11.1 Hz, R on the right is 10 Hz
КЧА=1,1/21,1×100%=5,2%.CNA = 1.1 / 21.1 × 100% = 5.2%.
По сенсомоторной пробе - в момент сжимания правой кисти не происходило полное подавление мю-ритма с последующим преобладанием мю-ритма в сенсомоторной области левого полушария, что является отражением коркового представительства функции правой руки.According to the sensorimotor test - at the time of squeezing of the right hand, the mu rhythm was not completely suppressed, followed by the predominance of mu rhythm in the sensorimotor region of the left hemisphere, which is a reflection of the cortical representation of the function of the right hand.
Пример 2: К. 30 лет (левша).Example 2: K. 30 years (left-handed).
Доброволец К. (мужчина 30 лет), по ПЛО - левша (ведущий глаз - левый, ведущее ухо - левое, ведущая рука - левая, ведущая нога - левая).Volunteer K. (male 30 years old), according to PLO - left-handed (lead eye - left, lead ear - left, lead hand - left, lead leg - left).
В таблицах 3-4 представлен сравнительный анализ средних значений по амплитуде и частоте мю-ритма и альфа-ритма в разных областях головного мозга.Tables 3-4 provide a comparative analysis of the average values for the amplitude and frequency of mu rhythm and alpha rhythm in different areas of the brain.
P-O) (мкВ)Occipital and parieto-occipital leads (O,
PO) (μV)
Проведен спектральный анализ мю-ритма в сравнении с альфа-ритмом в проекционных областях доминирования по полушариям (табл. 3, 4 и фиг. 4, 5). По данным ЭЭГ выявлена разница в амплитудно-частотном доминировании мю-ритма по полушариям. Определено сходство в частотно-амплитудном доминировании мю-ритма и альфа-ритма в правой гемисфере. Однако выявлены и различия по мю-ритму и альфа-ритму: мю-ритм лучше визуализируется при биполярном монтаже, а альфа-ритм - при монополярном монтаже; мю-ритм регистрируется по монополярному монтажу в центральных отделах правого полушария, при биполярном монтаже - в центрально-теменных отделах правого полушария, а альфа-ритм - в затылочной области правого полушария. С помощью КАА и КЧА выявлена разница по амплитуде и частоте мю-ритма в центральных отделах (С) у левши:The spectral analysis of mu rhythm was carried out in comparison with the alpha rhythm in the projection areas of dominance in the hemispheres (Tables 3, 4 and Figs. 4, 5). According to the EEG data, a difference was found in the amplitude-frequency dominance of the mu rhythm in the hemispheres. The similarity in the frequency-amplitude dominance of mu rhythm and alpha rhythm in the right hemisphere was determined. However, differences in mu rhythm and alpha rhythm were revealed: mu rhythm is better visualized with bipolar editing, and alpha rhythm is better visualized with monopolar editing; mu-rhythm is recorded by monopolar editing in the central departments of the right hemisphere, with bipolar editing - in the central parietal parts of the right hemisphere, and the alpha rhythm - in the occipital region of the right hemisphere. Using KAA and CFA, the difference in the amplitude and frequency of the mu rhythm in the central sections (C) of the left-handed person was revealed:
1) амплитуда R слева 53,9 мкВ, R справа 65,3 мкВ,1) the amplitude of R on the left is 53.9 μV, R on the right is 65.3 μV,
КАА=-11,4/119,2×100%=-9,5%;KAA = -11.4 / 119.2 × 100% = - 9.5%;
2) частота R слева 10,8 Гц, R справа 11,4 Гц,2) the frequency R on the left is 10.8 Hz, R on the right is 11.4 Hz,
КЧА=-0,6/22, 2×100%=-2,7%.CFA = -0.6 / 22, 2 × 100% = - 2.7%.
По сенсомоторной пробе в момент сжимания левой кисти не происходило полное подавление мю-ритма с последующим преобладанием мю-ритма в сенсомоторной области правого полушария, что является отражением коркового представительства функции левой руки.According to the sensorimotor test, at the moment of compression of the left hand, the mu rhythm was not completely suppressed, followed by the predominance of the mu rhythm in the sensorimotor region of the right hemisphere, which is a reflection of the cortical representation of the left hand function.
По результатам обследования (пример 1 и 2) доминирование мю-ритма по амплитуде и частоте, а также устойчивость на пробы наблюдается на контралатеральной стороне по отношению к доминирующему полушарию. У правши разница между максимальными и минимальными величинами мю-ритма больше в центральных отделах контралатерального полушария слева, а у левши - справа. Коэффициенты асимметрии по амплитуде и частоте позитивны у правши и отрицательны у левши. При сенсомоторной пробе (сжимание кисти в кулак) не происходит полное подавление мю-ритма ЭЭГ в центральных отделах контралатеральной стороны полушария по отношению к доминирующей руке.According to the results of the survey (examples 1 and 2), the dominance of mu rhythm in amplitude and frequency, as well as resistance to samples, is observed on the contralateral side with respect to the dominant hemisphere. For the right-handed person, the difference between the maximum and minimum values of mu rhythm is greater in the central parts of the contralateral hemisphere on the left, and for the left-handed person - on the right. The asymmetry coefficients in amplitude and frequency are positive in the right-handed person and negative in the left-handed person. When a sensorimotor test (clenching the hand into a fist) does not completely suppress the EEG mu rhythm in the central parts of the contralateral side of the hemisphere with respect to the dominant arm.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что для определения функциональной межполушарной асимметрии, помимо определения индивидуального профиля латеральной организации (правша-левша), впервые используется амплитудно-частотный анализ мю-ритма с расчетом амплитудного и частотного коэффициентов асимметрии во время записи электроэнцефалограммы в различных функциональных состояниях бодрствования (пассивное-активное бодрствование, фотостимуляция, гипервентиляция), а для определения биоэлектрического фокуса доминирования мю-ритма по полушариям проводится сенсомоторная проба по схеме: «Закрыть глаза - сжать правую руку - открыть глаза - затем разжать руку», «Закрыть глаза - сжать левую руку - открыть глаза - затем разжать руку».Comparative analysis with the prototype shows that in order to determine the functional interhemispheric asymmetry, in addition to determining the individual profile of the lateral organization (right-handed and left-handed), the amplitude-frequency analysis of mu-rhythm is used for the first time with the calculation of the amplitude and frequency asymmetry coefficients during recording of the electroencephalogram in various waking functional states (passive-active wakefulness, photostimulation, hyperventilation), and to determine the bioelectric focus of the dominance of mu- a hemorrhage rhythm is performed by a sensorimotor test according to the scheme: "Close your eyes - squeeze your right hand - open your eyes - then unclench your hand", "Close your eyes - squeeze your left hand - open your eyes - then unclench your hand."
Практическое значение поиска точных критериев функциональной межполушарной асимметрии заключается в том, что на этой основе возможна более ранняя диагностика незавершенности адаптации организма, признаком которой является инверсия полушарного доминирования, что может лежать в основе психосоматических, невротических заболеваний и аддиктивного поведения. Имеются данные о разных стратегиях адаптации людей с неодинаковыми профилями функциональной межполушарной асимметрии: социальные стрессоры лучше переносят лица с правым, а природные - с левым профилями; в комфортных климатогеографических условиях стереотипной среды преимущество получают правополушарные индивиды, а в экстремальных постоянно изменяющихся условиях окружающей среды более эффективны люди с левым и симметричным профилями (Леутин В.П., Николаева Е.И. Психофизиологические механизмы адаптации и функциональная асимметрия. - Новосибирск. - Наука, 1988. - С.193).The practical significance of the search for exact criteria for functional interhemispheric asymmetry is that on this basis an earlier diagnosis of incomplete adaptation of the organism is possible, a sign of which is the inversion of hemispheric dominance, which may underlie psychosomatic, neurotic diseases and addictive behavior. There is evidence of different adaptation strategies for people with unequal profiles of functional interhemispheric asymmetry: social stressors better tolerate individuals with right and natural ones with left profiles; in comfortable climatic and geographical conditions of a stereotypical environment, right-hemispheric individuals get an advantage, and in extreme constantly changing environmental conditions people with left and symmetrical profiles are more effective (Leutin V.P., Nikolaeva E.I. Psychophysiological adaptation mechanisms and functional asymmetry. - Novosibirsk. - Science, 1988 .-- P.193).
Точная диагностика функциональной межполушарной асимметрии позволяет повысить эффективность профессионального отбора людей в различные виды трудовой и спортивной деятельности, а также разработать оптимальные методы обучения и тренировки субъектов образовательного пространства, осуществляя индивидуальный подход к конкретному человеку.Accurate diagnostics of functional interhemispheric asymmetry makes it possible to increase the efficiency of professional selection of people for various types of labor and sports activities, as well as to develop optimal methods for teaching and training subjects of the educational space, implementing an individual approach to a specific person.
Способ диагностики функциональной межполушарной асимметрии у правшей и левшей необходим в изучении биологических основ индивидуальных различий между правшами и левшами, в выявлении роли индивидуально-типологических свойств в трудовой, учебной, спортивной деятельности и для оценки прогноза при заболеваниях нервной системы в зависимости от доминирующего полушария мозга.A method for diagnosing functional interhemispheric asymmetry in right-handed and left-handed people is necessary to study the biological foundations of individual differences between right-handed and left-handed people, to identify the role of individual typological properties in labor, educational, and sports activities and to assess the prognosis for diseases of the nervous system depending on the dominant hemisphere of the brain.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123912/14A RU2483672C2 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | Method of diagnosing functional interhemispheric asymmetry in right-handed and left-handed people |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123912/14A RU2483672C2 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | Method of diagnosing functional interhemispheric asymmetry in right-handed and left-handed people |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011123912A RU2011123912A (en) | 2012-12-20 |
RU2483672C2 true RU2483672C2 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011123912/14A RU2483672C2 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | Method of diagnosing functional interhemispheric asymmetry in right-handed and left-handed people |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2483672C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551642C1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-05-27 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России) | Method for comparative assessment of current activity of cerebral hemispheres |
RU2559759C1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-08-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России) | Method for determining hemispheric asymmetry in ergotropic and trophotropic function control |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2258453C1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный университет" | Method for detecting the degree of cerebral interhemispheric asymmetry |
US20090030717A1 (en) * | 2007-03-29 | 2009-01-29 | Neurofocus, Inc. | Intra-modality synthesis of central nervous system, autonomic nervous system, and effector data |
UA46359U (en) * | 2008-05-05 | 2009-12-25 | Харьковский Национальный Университет Радиоэлектроники | METHOD FOR ASSESMENT OF interhemispheric ASYMMETRY DEGREEOF BIOELECTRIC POTENTIALS OF THE BRAIN |
-
2011
- 2011-06-10 RU RU2011123912/14A patent/RU2483672C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2258453C1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный университет" | Method for detecting the degree of cerebral interhemispheric asymmetry |
US20090030717A1 (en) * | 2007-03-29 | 2009-01-29 | Neurofocus, Inc. | Intra-modality synthesis of central nervous system, autonomic nervous system, and effector data |
UA46359U (en) * | 2008-05-05 | 2009-12-25 | Харьковский Национальный Университет Радиоэлектроники | METHOD FOR ASSESMENT OF interhemispheric ASYMMETRY DEGREEOF BIOELECTRIC POTENTIALS OF THE BRAIN |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
VALLESI A et al. Age effects on the asymmetry of the motor system: evidence from cortical oscillatory activity. Biol Psychol. 2010 Oct; 85(2): 213-8. Epub 2010 Jul 14. * |
ВЯТЛЕВА О.А. Межполушарная асимметрия десинхронизации мю-ритма, связанной с движением доминантной реки; ее стационарные и динамические свойства. Опубликовано в Интернет по адресу: cerebral-assymmetry.narod.ru 25.01.2011, с.1-6, найдено 07.02.2012. * |
КЛИМЕНКО Л.Л. Многоуровневая организация функциональной межполушарной асимметрии. Автореф. дисс., М., 2004, с.8-47. * |
КЛИМЕНКО Л.Л. Многоуровневая организация функциональной межполушарной асимметрии. Автореф. дисс., М., 2004, с.8-47. VALLESI A et al. Age effects on the asymmetry of the motor system: evidence from cortical oscillatory activity. Biol Psychol. 2010 Oct; 85(2): 213-8. Epub 2010 Jul 14. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551642C1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-05-27 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России) | Method for comparative assessment of current activity of cerebral hemispheres |
RU2559759C1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-08-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России) | Method for determining hemispheric asymmetry in ergotropic and trophotropic function control |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011123912A (en) | 2012-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kuba et al. | Aging effect in pattern, motion and cognitive visual evoked potentials | |
Walsh et al. | The clinical role of evoked potentials | |
Moore et al. | The persistent influence of concussion on attention, executive control and neuroelectric function in preadolescent children | |
Kane et al. | Nerve conduction and electromyography studies | |
AU2012285379B2 (en) | Method and system for estimating brain concussion | |
Schmidt et al. | Index of alpha/theta ratio of the electroencephalogram: a new marker for Alzheimer’s disease | |
da Costa et al. | Relationship between vision and motor impairment in children with spastic cerebral palsy: new evidence from electrophysiology | |
Kurtenbach et al. | A comparison of the performance of three visual evoked potential-based methods to estimate visual acuity | |
Garn et al. | Quantitative EEG in Alzheimer's disease: cognitive state, resting state and association with disease severity | |
Dotto et al. | Gender-based normative values for pattern-reversal and flash visually evoked potentials under binocular and monocular stimulation in healthy adults | |
Chen et al. | Cortical event-related potentials in Alzheimer's disease and frontotemporal lobar degeneration | |
Hastrup | Effects of electrodermal lability and introversion on vigilance decrement | |
Stephen et al. | Differences in MEG gamma oscillatory power during performance of a prosaccade task in adolescents with FASD | |
Fogel et al. | Brain network integrity changes in subjective cognitive decline: a possible physiological biomarker of dementia | |
Wong et al. | Brain function in obstructive sleep apnea: results from the Brain Resource International Database | |
Nicotra et al. | Evaluation of corticospinal excitability in cervical myelopathy, before and after surgery, with transcranial magnetic stimulation: a pilot study | |
Gundogan et al. | Pattern visual evoked potentials in the assessment of visual acuity in malingering | |
Lackner et al. | Adolescent anxiety and aggression can be differentially predicted by electrocortical phase reset variables | |
RU2483672C2 (en) | Method of diagnosing functional interhemispheric asymmetry in right-handed and left-handed people | |
Samadani et al. | When will a clinical trial for traumatic brain injury succeed | |
Cavascan et al. | Contributing factors to VEP grating acuity deficit and inter-ocular acuity difference in children with cerebral visual impairment | |
Behbahani et al. | Time-frequency analysis of photopic negative response in CRVO patients | |
Solbakk et al. | Attention to affective pictures in closed head injury: event-related brain potentials and cardiac responses | |
Le Cunff et al. | Neurophysiological measures and correlates of cognitive load in attention‐deficit/hyperactivity disorder (ADHD), autism spectrum disorder (ASD) and dyslexia: A scoping review and research recommendations | |
Marcu et al. | Resting-state frontal, frontlateral, and parietal alpha asymmetry: A pilot study examining relations with depressive disorder type and severity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140611 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150727 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180611 |