Научно-практический медицинский рецензируемый журналISSN 1727-2378
Ru
En

Корреляция мощности основных ритмов электроэнцефалограммы и коэффициента когерентности с уровнем тревоги и депрессии в юношеском возрасте

DOI:10.31550/1727-2378-2019-161-6-53-57
Библиографическая ссылка: Газенкампф К.А., Дмитренко Д.В., Карнаухов В.Е., Фирсова Д.А. Корреляция мощности основных ритмов электроэнцефалограммы и коэффициента когерентности с уровнем тревоги и депрессии в юношеском возрасте // Доктор.Ру. 2019. № 6 (161). С. 53–57. DOI: 10.31550/1727-2378-2019-161-6-53-57
Корреляция мощности основных ритмов электроэнцефалограммы и коэффициента когерентности с уровнем тревоги и депрессии в юношеском возрасте
10 Июня 11:18

Цель исследования: изучение ассоциации показателей количественной электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с субклинически выраженными тревогой и депрессией у здоровых индивидуумов юношеского возраста.

Дизайн: сравнительное исследование.

Материалы и методы. В исследование включены 279 клинически здоровых добровольцев в возрасте от 17 до 22 лет (медиана — 18 лет). Проведено психологическое тестирование с использованием Опросника депрессивной симптоматики Бека, Шкалы тревожности и компьютерного программного обеспечения «НС-Психотест» («Нейрософт», г. Иваново). Выполнен спектральный, мощностной, когерентный анализ ЭЭГ с помощью компьютерного электроэнцефалографического комплекса «Нейрокартограф» (МБН, г. Москва).

Результаты. Зарегистрированы статистически значимые корреляции мощности и коэффициента межполушарной когерентности основных ритмов ЭЭГ с уровнем тревоги и депрессии. Наиболее сильные из них выявлены между критическим уровнем депрессии (по данным нейропсихологического тестирования) и мощностью тета-ритма в лобно-височных отделах правого полушария (F4, F8, T4, C4, T6), а также между очень высоким уровнем учебной тревожности и мощностью тета-ритма в левом полушарии (F3, Т5, Р3, Т3, F7) головного мозга; между коэффициентом межполушарной когерентности тета- и бета-ритмов в лобных отведениях (пары F3–F4, F7–F8, O1–O2) и критическим уровнем депрессии, между коэффициентом когерентности бета-ритма в теменно-височных отделах (пары Р3–Р4, Т3–Т4, Т5–Т6) и очень высоким уровнем учебной тревожности.

Заключение. Настоящее исследование показало статистически значимые корреляции между уровнем депрессии и тревоги и мощностными характеристиками основных ритмов ЭЭГ с тенденцией к увеличению силы корреляции при нарастании степени выраженности тета- и бета-ритмов, происходящем при усилении субклинической депрессивной и тревожной симптоматики соответственно. Показана тенденция к увеличению силы корреляционных связей между коэффициентом межполушарной когерентности по тета- и альфа-ритмам и уровнем депрессии и тревоги с нарастанием тяжести субклинической депрессивной и тревожной симптоматики.

Газенкампф Кирилл Александрович — аспирант кафедры медицинской генетики и клинической нейрофизиологии Института последипломного образования ФГБОУ ВО «КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России. 660022, Россия, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1. eLIBRARY.RU SPIN: 5845-7212. E-mail: hassenkampf@mail.ru

Дмитренко Диана Викторовна — д. м. н., доцент, заведующая кафедрой медицинской генетики и клинической нейрофизиологии Института последипломного образования, руководитель Неврологического центра эпилептологии, нейрогенетики и исследования мозга Университетской клиники ФГБОУ ВО «КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России. 660022, Россия, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1. eLIBRARY.RU SPIN: 9180-6623. ORCID: 0000-0003-4639-6365. E-mail: mart2802@yandex.ru

Карнаухов Владислав Евгеньевич — студент ФГБОУ ВО «КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России. 660022, Россия, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1. E-mail: KarnauchovVE@mail.ru

Фирсова Дарья Анатольевна — студентка ФГБОУ ВО «КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России. 660022, Россия, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1. E-mail: FirsovaDA@mail.ru

Авторы благодарны Шнайдер Н.А., д. м. н., профессору, ведущему научному сотруднику отделения персонализированной психиатрии и неврологии ФГБУ «НМИЦ ПН им. В.М. Бехтерева» Минздрава России, врачу-неврологу Неврологического центра эпилептологии, нейрогенетики и исследования мозга Университетской клиники ФГБОУ ВО «КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России, за активное участие в планировании и проведении настоящего исследования, а также в подготовке статьи.

Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.



По данным ВОЗ, количество пациентов с психическими заболеваниями увеличивается ежегодно, особенно в странах с развитой экономикой и высоким уровнем жизни. Однако методы ранней диагностики и профилактики данных заболеваний изучены недостаточно. Традиционные способы оценки психоэмоционального состояния (психологические опросники) в определенной степени субъективны, поэтому требуются более объективные методы, один из которых — ЭЭГ, метод оценки функциональной активности ЦНС.
Важным аспектом является ранняя диагностика психоэмоциональных расстройств у лиц юношеского возраста, что связано с их психическими особенностями: недооценкой своего психологического состояния и нежеланием обращаться к психиатрам. Это объясняет необходимость включения в комплексное обследование в рамках диспансеризации применения объективных методов диагностики тревожности и депрессии, включая количественный анализ ЭЭГ. Его преимущества — объективность, неинвазивность, а также возможность оценки результатов обследования в динамике. В настоящее время количественный анализ ЭЭГ широко используется в диагностике различных заболеваний головного мозга[1].
По данным ранее проведенных исследований, состояние эмоционального напряжения связано с увеличением мощности бета-ритма, в то время как тревожно-депрессивные состояния в большей степени ассоциируются с более медленными альфа- и тета-ритмами[2, 3]. Американская нейропсихиатрическая ассоциация оценила чувствительность и специфичность методики количественного анализа ЭЭГ для выявления тревожно-депрессивных состояний в 72–93% и 75–88% соответственно[4].
Однако исследования среди здоровых людей юношеского возраста без клинически выраженных симптомов тревожно-депрессивного синдрома для определения предикторов развития пограничных и психиатрических расстройств не проводились.
Цель настоящего исследования: изучение ассоциации показателей количественной ЭЭГ с субклинически выраженной тревогой и депрессией у здоровых индивидуумов юношеского возраста.
 
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследование проводилось в 2016–2018 гг. на базе кафедры медицинской генетики и клинической нейрофизиологии Института последипломного образования и Университетской клиники Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого. В него входили 279 клинически здоровых добровольцев в возрасте от 17 до 22 лет (медиана — 18 лет): 48,7% девушек и 51,3% юношей. Проведено психологическое тестирование с использованием Опросника депрессивной симптоматики Бека, Шкалы тревожности и компьютерного программного обеспечения «НС-Психотест» («Нейрософт», г. Иваново). Выполнен спектральный, мощностной, когерентный анализ ЭЭГ с применением компьютерного электроэнцефалографического комплекса «Нейрокартограф» (МБН, г. Москва).
Статистическая обработка результатов осуществлялась с помощью пакета прикладных программ Statistica v. 7.0 (StatSoft, США), силу корреляционной связи определяли по таблице Чеддока.

РЕЗУЛЬТАТЫ
При исследовании ассоциации мощности основных ритмов ЭЭГ с уровнем межличностной тревожности зарегистрирована статистически значимая положительная корреляционная связь между высоким уровнем межличностной тревожности и мощностью альфа-ритма в теменно-центральных отделах левого полушария (С3 и Р3 — r = 0,88) и отрицательная — между высоким уровнем межличностной тревожности и мощностью бета-ритма в симметричных (теменно-центральных) отделах (С4 и Р4 — r = –0,82) (рис. 1). Отмечена сильная положительная корреляция высокого уровня самооценочной тревожности с мощностью бета-ритма в правой височной области (Т6 — r = 0,86) (рис. 2).

Рис. 1. Сильная положительная и отрицательная корреляционная связь высокого уровня межличностной тревожности и мощности альфа- и бета-ритмов

r10_1.jpg

Рис. 2. Сильная положительная корреляционная связь высокого уровня самооценочной тревожности и мощности бета-ритма

r10_2.jpg

Кроме того, выявлена заметная отрицательная корреляционная связь чрезмерного спокойствия в рамках учебной тревожности с мощностью тета-ритма в задневисочно-затылочных отделах правого полушария (О2 — r = –0,52) и сильная отрицательная корреляционная связь с мощностью альфа-ритма в височных отведениях контралатерального полушария (Т3 — r = –0,76) (рис. 3). Показана сильная положительная корреляционная связь очень высокого уровня учебной тревожности с мощностью бета-ритма (Fp2 и Т3 — r = 0,78) и тета-ритма (F3 и T5 — r = 0,78; P3, T3 и F7 — r = 0,85) в лобно-височных отведениях левого полушария (рис. 4).

Рис. 3. Сильная отрицательная корреляционная связь чрезмерного спокойствия в рамках учебной тревожности и мощности альфа- и тета-ритмов

r10_3.jpg

Рис. 4. Сильная положительная корреляционная связь высокого и очень высокого уровня учебной тревожности и мощности тета- и бета-ритмов

r10_4.jpg

Найдена сильная и весьма сильная положительная корреляционная связь критического уровня депрессии (по данным Опросника депрессивной симптоматики Бека) с мощностью тета-ритма в передних отделах (F4 и T4 — r = 0,81; T6 — r = 0,85; F8 и C4 — r = 0,92) правого полушария (рис. 5).

Рис. 5. Сильная положительная корреляционная связь критического уровня депрессивной симптоматики и мощности тета-ритма

r10_5.jpg

Умеренная и заметная положительная корреляционная связь умеренной депрессивной симптоматики прослеживалась с мощностью тета-ритма в правом полушарии (F8 и T4 — r = 0,35; F4 — r = 0,37; O2 — r = 0,38) и мощностью бета-ритма, преимущественно бифронтально (Fp2 — r = 0,35; F4 — r = 0,57; C3 — r = 0,49; C4 — r = 0,59; P3 — r = 0,43; F7 — r = 0,37; F8 — r = 0,41; T4 — r = 0,45) (рис. 6).

Рис. 6. Умеренная положительная корреляционная связь умеренного уровня депрессивной симптоматики и мощности тета- и бета-ритмов

r10_6.jpg

При высоком уровне межличностной тревожности выявлена сильная положительная корреляционная связь с коэффициентом межполушарной когерентности альфа-ритма в центральных отделах (в паре С3–С4, r = 0,83), при очень высоком уровне — заметная и сильная положительная корреляционная связь с коэффициентом межполушарной когерентности тета-ритма (P3–P4 — r = 0,73; T5–T6 — r = 0,63) и бета-ритма (T5–T6 — r = 0,61) в височно-теменных отделах больших полушарий (рис. 7).

Рис. 7. Сильная положительная корреляционная связь высокого и очень высокого уровня межличностной тревожности и коэффициента когерентности альфа-, тета- и бета-ритмов

r10_7.jpg

У лиц с высоким уровнем самооценочной тревожности определена сильная отрицательная корреляционная связь с коэффициентом межполушарной когерентности альфа-ритма (P3–P4 — r = –0,75) (рис. 8), а при очень высоком уровне учебной тревожности выявлена сильная положительная корреляционная связь с коэффициентом межполушарной когерентности бета-ритма (P3–P4 — r = 0,77; T3–T4 — r = 0,84; T5–T6 — r = 0,58) (рис. 9).

Рис. 8. Сильная отрицательная корреляционная связь высокого уровня самооценочной тревожности и коэффициента когерентности альфа-ритма

r10_8.jpg

Рис. 9. Сильная положительная корреляционная связь высокого уровня учебной тревожности и коэффициента когерентности бета-ритма

r10_9.jpg

Обнаружена сильная и весьма сильная отрицательная корреляционная связь критического уровня депрессии с коэффициентом межполушарной когерентности тета- (F3–F4 — r = –0,93) и бета-ритмов (F3–F4 — r = –0,84; F7–F8 и O1–O2 — r = –0,77) (рис. 10).

Рис. 10. Сильная и весьма сильная отрицательная корреляционная связь критического уровня депрессии и коэффициента когерентности тета- и бета-ритмов

r10_10.jpg

ОБСУЖДЕНИЕ
Исследования, посвященные данной теме, немногочисленны, и в большинстве своем в них рассматриваются особенности корреляции уровней тревожно-депрессивной симптоматики с мощностными характеристиками и коэффициентом когерентности основных ритмов ЭЭГ у взрослых пациентов с психиатрическими расстройствами. Исследования здоровых лиц юношеского возраста не проводились, поэтому оценка изменений мощностных и когерентных характеристик ЭЭГ при нарастании тревожной и депрессивной симптоматики в субклиническиом периоде вызывает затруднения.
Вопрос объективизации определения тревожно-депрессивных расстройств и их связи с функциональной активностью головного мозга рассматривался неоднократно. А.М. Хантер и соавт.[5] в своей работе указывают на возможность определения предрасположенности к депрессивным эпизодам или их повторению в ближайшее время с помощью данных о биоэлектрической активности головного мозга.
Г.Е. Брудер и соавт.[6] показали, что, используя данные ЭЭГ, можно установить наличие тревожного синдрома при депрессивном расстройстве, а также уточнить его выраженность и тип. Продолжая изучать эти аспекты диагностики тревожных синдромов, А.С. Энгельс, В. Хеллер и соавт.[10] выявили возможность разграничения двух типов проявления тревожного синдрома: тревожного возбуждения и тревожного опасения.
В работе Дж.Дж.Б. Коана и Дж. Аллена[7] описано проявление тревожности в виде повышения мощности бета-ритма и снижения мощности альфа-ритма в правой лобной доле, в то время как Л.И. Афтанас и В. Хеллер[8, 9] указывают на изменение мощностных характеристик более медленных альфа- и тета-ритмов в левой лобно-височной области при высоком уровне личностной тревожности.
По результатам исследования[10], асимметрия биоэлектрической активности головного мозга в состоянии покоя, наблюдаемая при депрессии, зависит от уровня сопутствующего беспокойства и характера его проявления. Согласно данным Н.Б. Костюниной и В.Г. Куликова [11], эмоции страха и горя сопровождаются депрессией альфа-ритма, а радости и гнева — его ростом.
С.Г. Данько и соавт.[12] наблюдали увеличение мощности бета-ритма при индукции положительных эмоций и ее уменьшение при индукции отрицательных эмоций, локализованные в височно-центрально-теменных отделах.
Показано, что фронтальные отделы коры больших полушарий головного мозга значимы в формировании валентности и мотивационной значимости стимула, в то время как полушарная асимметрия в большей степени связана с мотивацией действия: мотивация приближения преобладает при левополушарной асимметрии мощности альфа-ритма, мотивация избегания — при правополушарной асимметрии[13].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Настоящее исследование показало статистически значимую корреляцию между уровнем депрессии и тревоги и мощностными характеристиками основных ритмов ЭЭГ с тенденцией к увеличению силы корреляции при нарастании степени выраженности тета- и бета-ритмов, происходящем при усилении субклинической депрессивной и тревожной симптоматики соответственно. Наиболее сильные корреляционные связи выявлены между критическим уровнем депрессии (по данным нейропсихологического тестирования) и мощностью тета-ритма в лобно-височных отделах правого полушария (F4, F8, T4, C4, T6) и между очень высоким уровнем учебной тревожности и мощностью тета-ритма в левом полушарии (F3, Т5, Р3, Т3, F7) головного мозга.
Показана тенденция к увеличению силы корреляционных связей между коэффициентом межполушарной когерентности по тета- и альфа-ритмам и уровнем депрессии и тревоги с нарастанием тяжести субклинической депрессивной и тревожной симптоматики. Наиболее сильные связи выявлены между коэффициентом когерентности тета- и бета-ритмов в лобных отведениях (пары F3–F4, F7–F8, O1–O2) и критическим уровнем депрессии, между коэффициентом когерентности бета-ритма в теменно-височных отделах (пары Р3–Р4, Т3–Т4, Т5–Т6) и очень высоким уровнем учебной тревожности.


Корреляция мощности основных ритмов электроэнцефалограммы и коэффициента когерентности с уровнем тревоги и депрессии в юношеском возрасте
10 Июня 11:18
ЛИТЕРАТУРА
  1. Смоляков Ю.Н. Интегральная оценка когнитивной функции по результатам спектрального анализа ЭЭГ. В сб.: Системный анализ в медицине (САМ 2014). Материалы VIII международной научной конференции. Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания СО РАМН. 2014: 102–5. [Smolyakov Yu.N. Integral'naya otsenka kognitivnoi funktsii po rezul'tatam spektral'nogo analiza EEG. V sb.: Sistemnyi analiz v meditsine (SAM 2014). Materialy VIII mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii. Dal'nevostochnyi nauchnyi tsentr fiziologii i patologii dykhaniya SO RAMN. 2014: 102–5. (in Russian)]
  2. Куценко Д.О., Ивонин А.А., Шуваев В.Т., Лисянская Н.Г., Ноздрачев А.Д. Особенности пространственной организации ЭЭГ при различных вариантах проявления тревожного синдрома у пациентов с депрессией. Физиология человека. 2015; 41(1): 43–8. [Kutsenko D.O., Ivonin A.A., Shuvaev V.T., Lisyanskaya N.G., Nozdrachev A.D. Osobennosti prostranstvennoi organizatsii EEG pri razlichnykh variantakh proyavleniya trevozhnogo sindroma u patsientov s depressiei. Fiziologiya cheloveka. 2015; 41(1): 43–8. (in Russian)]
  3. Kanda P.A.M., Anghinah R., Smidt M.T., Silva J.M. The clinical use of quantitative EEG in cognitive disorders. Dement. Neuropsychol. 2009; 3(3): 195–203. DOI: 10.1590/S1980-57642009DN30300004
  4. Coburn K.L., Lauterbach E.C., Boutros N.N., Black K.J., Arciniegas D.B., Coffey C.E. The value of quantitative electroencephalography in clinical psychiatry: a report by the Committee on Research of the American Neuropsychiatric Association. J. Neuropsychiatry Clin. Neurosci. 2006; 18(4): 460–500. DOI: 10.1176/jnp.2006.18.4.460
  5. Hunter A.M., Cook I.A., Leuchter A.F. The promise of the quantitative electroencephalogram as a predictor of antidepressant treatment outcomes in major depressive disorder. Psychiatr. Clin. North Am. 2007; 30(1): 105–24. DOI: 10.1016/j.psc.2006.12.002
  6. Bruder G.E., Fong R., Tenke C.E., Leite P., Towey J.P., Stewart J.E. et al. Regional brainasymmetries in major depression with or without ananxiety disorder: a quantitative electroencephalographic study. Biol. Psychiatry. 1997; 41(9): 939–48. DOI: 10.1016/S0006-3223(96)00260-0
  7. Coan J.J.B., Allen J.A. Frontal EEG asymmetry as amoderator and mediator of emotion. Biol. Psychol. 2004; 67(1–2): 7–49. DOI: 10.1016/j.biopsycho.2004.03.002
  8. Афтанас Л.И. Эмоциональное пространство человека: психофизиологический анализ. Новосибирск; 2000. 126 с. [Aftanas L.I. Emotsional'noe prostranstvo cheloveka: psikhofiziologicheskii analiz. Novosibirsk; 2000. 126 s. (in Russian)]
  9. Heller W. Neurophysiological mechanisms of individual differences in emotion, personality and arousal. Neuropsychiatry. 1993; 7(4): 476–89. DOI: 10.1037/0894-4105.7.4.476
  10. Engels A.S., Heller W., Spielberg J.M., Warren S.L., Sutton B.P., Banich M.T. et al. Co-occurring anxiety influences patterns of brain activity in depression. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 2010; 10(1): 141–56. DOI: 10.3758/CABN.10.1.141
  11. Костюнина Н.Б., Куликов В.Г. Частотные характеристики спектров ЭЭГ при эмоциях. Журн. ВНД. 1995; 45(3): 453–7. [Kostyunina N.B., Kulikov V.G. Chastotnye kharakteristiki spektrov EEG pri emotsiyakh. Zhurn. VND. 1995; 45(3): 453–7. (in Russian)]
  12. Данько С.Г., Бехтерева Н.П., Шемякина Н.В., Антонова Л.В. Электроэнцефалографические корреляты мысленного переживания эмоциональных личных и сценических ситуаций. Сообщение II. Характеристики пространственной синхронизации. Физиология человека. 2003; 29(6): 685–93. [Dan'ko S.G., Bekhtereva N.P., Shemyakina N.V., Antonova L.V. Elektroentsefalograficheskie korrelyaty myslennogo perezhivaniya emotsional'nykh lichnykh i stsenicheskikh situatsii. Soobshchenie II. Kharakteristiki prostranstvennoi sinkhronizatsii. Fiziologiya cheloveka. 2003; 29(6): 685–93. (in Russian)]
  13. Mauss I.B., Robinson M.D. Measures of emotion: a review. Cogn. Emot. 2009; 23(2): 209–37. DOI: 10.1080/02699930802204677

Партнеры