Здоровый и больной мозг человека

Данный этап исследований по отношению к первому может быть обозначен не как второй этап, а точнее, как второй виток спирали в изучении проблемы, так как, по существу, основная проблема сохранялась, однако основной задачей оказывалось обнаружение уже не просто коррелятов мыслительных процессов, но, как указывалось, – статистически достоверных коррелятов. Исследования были прежде всего сосредоточены на изучении перестроек частоты импульсной активности, однако рассматривались с тех же методологических позиций и перестройки структуры динамики импульсной активности. Проводились поиски и изучение не только конкретных последовательностей интервалов, но более общей связи (и прежде всего, ее наличия) между реализацией мыслительной деятельности и изменениями структуры импульсной активности нейронных популяций. Использовался показатель нормированной гистограммы плотности распределения межимпульсных интервалов, то есть принципиально – отношения исследуемых интервалов к средней величине межепайкового интервала. A priori можно было предполагать, что если в этих условиях и выявятся какие-то изменения, то они явятся производным перестройки частоты импульсного потока. Однако, как показали работы Н. Г. Шкуриной (1984), наблюдался не этот один, а три (все три!) теоретически возможных варианта соотношений частоты и структуры импульсной активности. Регистрировались достоверные изменения частоты без достоверных изменений структуры; наблюдалось сочетанное изменение обоих показателей; и наконец, что особенно интересно, изменения структуры потока, как и в предыдущих двух ситуациях, соотносимые с фазами психологического теста, могли наблюдаться изолированно, без существенного увеличения частоты импульсной активности (рис. 23, а, б, в).

Анализировалась импульсная активность 5 популяций вентролатерального ядра зрительного бугра, 2 – бледного шара, 3 – хвостатого ядра и активность, отводимая из мозолистого тела. Следует отметить, что различные соотношения динамики частоты импульсной активности могли наблюдаться как в разных популяциях и, таким образом, в зависимости от зоны мозга, так и в одной и той же популяции, но уже в зависимости от характера теста. Эти материалы подтвердили на новом уровне, что изменения структуры импульсного потока были правомерно отнесены к нейрофизиологическим коррелятам мыслительной деятельности. Эти же данные показали, что перестройки структуры импульсной активности могут иметь в этом плане самостоятельное значение, а отсюда допустимо рассматривать перестройки частоты и структуры импульсной активности как имеющие взаимодополняющее значение. Доказательства значения перестроек структуры импульсной активности как одного из нейрофизиологических коррелятов мыслительной деятельности были получены также в исследованиях С. В. Медведева и Н. И. Цыганкова (1985), проведенных способом авторегрессионного анализа (рис. 24, 25).

Рис. 23. Нормированные гистограммы плотности распределения межимпульсных интервалов и ПСГ активности нейронной популяции в бледном шаре правого полушария при выполнении тестов на опознание (а, б) и запоминание (в).

Вверху – нормированные гистограммы распределения межимпульсных интервалов, соответствующие выбранным эпохам анализа (ограничены вертикальными штриховыми линиями) (по оси абсцисс – величина межимпульсного интервала, ед. стандартного отклонения – τ; по оси ординат – число межимпульсных интервалов, имеющих данную величину); внизу – ПСГ (по оси абсцисс – время: бин – 150 мс; по оси ординат – число импульсов в бине, усредненное по заданному числу проб: а – 53 пробы, б – 53, в – 107). Заштрихована область высокодостоверного ответа на ПСГ. Стрелками указаны моменты предъявления стимулов и начала ответов испытуемого. Точками отмечены гистограммы, значимо отличающиеся по форме от гистограмм, накопленных по двум другим эпохам анализа

 С помощью приема линейной авторегрессионной функции 4-го порядка (вычислялись первые 4 коэффициента) исследовались нейронные популяции, расположенные в стриопаллидарной системе, лимбических образованиях и различных областях коры. Прием позволил выделить из популяций такие субпопуляции, в которых импульсная активность была структурирована. При этом обнаружены своего рода сверхстабильные ансамбли, зависимые от условий исследования. Этот способ анализа оказался выгодным для выделения из нейронной популяции ансамбля, группы нейронов, образующих рабочую единицу при выполнении какой-либо деятельности.

Рис. 24. Динамика структурных коэффициентов b_j во время выполнения корректурного теста (мозолистое тело). Вертикальными линиями разделены последовательные повторения задания. Штриховой линией показан уровень b_j=0.1. Как видно, импульсная активность структурирована на уровне b₃. Динамика b₂ отражает временную структуру теста

Рис. 25. Зависимость нормированного структурного коэффициента Y₁ от уровня амплитудной дискриминации в двух исследованиях (а, б) у одного больного.