Отправить статью по E-mail Альтерация ЭЭГ-паттерна сна как специфический маркер нейропластичности у интеллектуально одаренных школьников
- Авторы: Бердина О.Н.1, Мадаева И.М.1, Поляков В.М.1, Рычкова Л.В.1
-
Учреждения:
- Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
- Выпуск: Том 21, № 4 (2021)
- Страницы: 7-16
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://bakhtiniada.ru/MAJ/article/view/65945
- DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ65945
- ID: 65945
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Обоснование. В школе дети постоянно приобретают новые знания, что провоцирует изменения в мозговых структурах, особенно при интенсивном обучении. Нейропластичность позволяет человеку реализовать свой потенциал, проявить одаренность. Однако данные об электроэнцефалографических (ЭЭГ) особенностях во сне у одаренных школьников недостаточны и противоречивы.
Цель — изучить особенности ЭЭГ-паттернов сна по данным нейрофизиологического исследования у интеллектуально одаренных школьников и их корреляции с вербальными и невербальными умственными способностями.
Материалы и методы. Обследовано 48 лицеистов в возрасте 14–15 лет. Все участники выполняли тест Векслера (детский вариант) для определения уровня интеллекта. Выделено две группы подростков: основная группа (n = 20) — высокий показатель коэффициента интеллекта (IQ) 137,0 ± 12,7 балла, контрольная группа (n = 28) — средний показатель IQ 110,9 ± 10,4 балла. Нейрофизиологическое обследование во время сна проводили с помощью системы для амбулаторной регистрации электроэнцефалограмм и полисомнограмм «Нейрон-Спектр-СМ» («Нейрософт», Иваново, Россия). Идентификацию и анализ ЭЭГ-паттернов сна — паттернов циклических альтернаций и «сонных веретен» — осуществляли по общепринятой методике. Различия между группами считали статистически значимыми при р < 0,05.
Результаты. У одаренных детей выявлено значимое увеличение времени и частоты паттернов циклических альтернаций с преобладанием паттерна циклических альтернаций подтипа А1 (р < 0,001) и уменьшение доли подтипов А2 и А3, «сонных веретен» (р = 0,01), значимо коррелирующих с вербальной и невербальной составляющими теста Векслера, такими как индекс гибкости мышления (для частоты паттернов циклических альтернаций и доли подтипа А1), показатель общего интеллекта и невербальный интеллект, невербальные визуально-пространственные способности, индекс рабочей памяти и индекс вербального восприятия (для доли подтипа А2), а также индекс вербального восприятия, индекс рабочей памяти, индекс скорости обработки информации и показатель общего интеллекта (для индекса и пика частоты «сонных веретен» ).
Заключение. Нами продемонстрированы значимые изменения микроструктуры сна и разная плотность корреляционных связей в зависимости от уровня интеллекта у подростков, что ранее не освещалось в литературе. Паттерн циклических альтернаций и «сонных веретен» рекомендуют рассматривать как физиологические показатели интеллекта и академической успешности и как специфические маркеры нейропластичности при интенсификации обучения.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Ольга Николаевна Бердина
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Автор, ответственный за переписку.
Email: goodnight_84@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0930-6543
SPIN-код: 4280-7010
канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории сомнологии и нейрофизиологии
Россия, 664003, Иркутская область, Иркутск, ул. Тимирязева, д. 16Ирина Михайловна Мадаева
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: nightchild@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3423-7260
SPIN-код: 9869-7793
д-р мед. наук, главный научный сотрудник лаборатории сомнологии и нейрофизиологии
Россия, 664003, Иркутская область, Иркутск, ул. Тимирязева, д. 16Владимир Матвеевич Поляков
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: polyakov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6243-9391
SPIN-код: 2704-7719
д-р биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории психонейросоматической патологии детского возраста
Россия, 664003, Иркутская область, Иркутск, ул. Тимирязева, д. 16Любовь Владимировна Рычкова
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: iphr@sbamsr.irk.ru
ORCID iD: 0000-0001-5292-0907
SPIN-код: 1369-6575
д-р мед. наук, профессор, член-корр. РАН, директор
Россия, 664003, Иркутская область, Иркутск, ул. Тимирязева, д. 16Список литературы
- Madaeva I., Berdina O., Rychkova L., Bugun O. Sleep spindle characteristics in overweight adolescents with obstructive sleep apnea syndrome // Sleep Biol. Rhythms. 2017. Vol. 15, No. 3. P. 251–257. doi: 10.1007/s41105-017-0104-z
- Raven F., van der Zee E.A., Meerlo P., Havekes R. The role of sleep in regulating structural plasticity and synaptic strength: Implications for memory and cognitive function // Sleep Med. Rev. 2018. Vol. 39. P. 3–11. doi: 10.1016/j.smrv.2017.05.002
- Hossain M.S., Fujino T. Plasmalogens enhance spatial memory by increasing synaptic plasticity // Medical Academic Journal. 2019. Vol. 19, No. 1S. P. 15. doi: 10.17816/MAJ191S115
- Холодная М.А. Психология интеллекта. Парадоксы исследования. Санкт-Петербург: Питер, 2002.
- Thatcher R.W., North D., Biver C. EEG and intelligence: Relations between EEG coherence, EEG phase delay and power // Clin. Neurophysiol. 2005. Vol. 116, No. 9. P. 2129–2141. doi: 10.1016/j.clinph.2005.04.026
- Бердина О.Н., Рычкова Л.В., Мадаева И.М. Особенности структурной организации сна у школьников с высокими интеллектуальными способностями // Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2018. Т. 118, № 7. С. 78–81. doi: 10.17116/jnevro20181187178
- Geiger A., Huber R., Kurth S. et al. The sleep EEG as a marker of intellectual ability in school age children // Sleep. 2011. Vol. 34, No. 2. P. 181–189. doi: 10.1093/sleep/34.2.181
- Gorgoni M., D’Atri A., Scarpelli S. et al. Sleep electroencephalography and brain maturation: developmental trajectories and the relation with cognitive functioning // Sleep Med. 2020. Vol. 66. P. 33–50. doi: 10.1016/j.sleep.2019.06.025
- Bruni O., Kohler M., Novelli L. et al. The role of NREM sleep instability in child cognitive performance // Sleep. 2012. Vol. 35, No. 5. P. 649–656. doi: 10.5665/sleep.1824
- Seibt J., Richard C.J., Sigl-Glöckner J. et al. Cortical dendritic activity correlates with spindle-rich oscillations during sleep in rodents // Nat. Commun. 2017. Vol. 8, No. 1. P. 684. doi: 10.1038/s41467-017-00735-w
- Hahn M., Joechner A.-K., Roell J. et al. Developmental changes of sleep spindles and their impact on sleep-dependent memory consolidation and general cognitive abilities: A longitudinal approach // Dev. Sci. 2019. Vol. 22, No. 1. P. e12706. doi: 10.1111/desc.12706
- Parrino L., Ferri R., Bruni O., Terzano M.G. Cyclic alternating pattern (CAP): The marker of sleep instability // Sleep Med. Rev. 2012. Vol. 16, No. 1. P. 27–45. doi: 10.1016/j.smrv.2011.02.003
- Бурлачук Л.Ф. Психодиагностика: учебник для вузов. Санкт-Петербург: Питер, 2006.
- Styck K.M., Watkins M.W. Structural validity of the WISC-IV for students with learning disabilities // J. Learn Disabil. 2016. Vol. 49, No. 2. P. 216–224. doi: 10.1177/0022219414539565
- Строгова С.Е. Оценка памяти и внимания по субшкалам «теста Векслера» (детский вариант) при психической патологии // Психологическая диагностика. 2017. Т. 14, № 2. С. 22–30.
- Владимирова С.Г. Шкала Давида Векслера: настоящее и будущее в решении проблемы измерения интеллекта // Ярославский педагогический вестник. 2016. № 2. C. 122–126.
- Klem G.H., Lüders H.O., Jasper H.H., Elger C. The ten-twenty electrode system of the International Federation. The International Federation of Clinical Neurophysiology // Electroencephalogr // Clin. Neurophysiol. Suppl. 1999. Vol. 52. P. 3–6.
- Berry R.B., Brooks R., Gamaldo C.E. et al. The AASM Manual for the scoring of sleep and associated events: rules, terminology and technical specifications. Version 2.2. Darien, Illinois: American Academy of Sleep Medicine, 2015.
- Terzano M.G., Parrino L., Smerieri A.R. et al. Atlas, rules, and recording techniques for the scoring of cyclic alternating pattern (CAP) in human sleep // Sleep Med. 2001. Vol. 2, No. 6. P. 537–553. doi: 10.1016/s1389-9457(01)00149-6
- Bruni O., Novelli L., Finotti E. et al. All-night EEG power spectral analysis of the cyclic alternating pattern at different ages // Clin. Neurophysiol. 2009. Vol. 120, No. 2. P. 248–256. doi: 10.1016/j.clinph.2008.11.001
- Brockmann P., Damiani F., Pincheira E. et al. Sleep spindle activity in children with obstructive sleep apnea as a marker of neurocognitive performance: a pilot study // Eur. J. Paediatr. Neurol. 2018. Vol. 22, No. 3. P. 434–439. doi: 10.1016/j.ejpn.2018.02.003
- Прохорова И.С., Соловьева И.В. Исследование особенностей социально-психологической адаптации интеллектуально одаренных учащихся // Мир науки, культуры, образования. 2017. № 3(64). С. 264–266.
- Kolesnikova L., Dzyatkovskaya E., Rychkova L., Polyakov V. New approaches to identifying children of psychosomatic disorders risk group // Procedia – Social and Behavioral Sciences. 2015. Vol. 214. P. 882–889. doi: 10.1016/j.sbspro.2015.11.745
- Кац Е.Б. Психофизиологические и психологические особенности учащихся с признаками одаренности: дис. ... канд. психол. наук. Ростов-на-Дону, 2010.
- Social determinants of health and well-being among young people. Health Behavior in School-aged Children (HBSC) study: international report from the 2009/2010 survey [Электронный ресурс] // WHO. Health Policy for Children and Adolescents. No. 6. Режим доступа: https://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0003/163857/Social-determinants-of-health-and-well-being-among-young-people.pdf. Дата обращения: 16.11.2021.
Дополнительные файлы
