Юридический и почтовый адрес организации-издателя: САФУ, редакция «Журнала медико-биологических исследований», наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002
Местонахождение: редакция «Журнала медико-биологических исследований», наб. Северной Двины, 17, ауд. 1336, г. Архангельск

Тел: (818-2) 21-61-21 
Сайт: http://medbio.narfu.ru/
e-mail: vestnik_med@narfu.ru
            vestnik@narfu.ru

о журнале

Когнитивные вызванные потенциалы в нейрофизиологических исследованиях (обзор). С. 223–235

Версия для печати

Рубрика: Физиология

УДК

616.8-07+612.825.1+612.821.2

Сведения об авторах

Ю.С. Джос*, Л.П. Калинина**
*Педиатрический центр «Оккервиль» (Ленинградская обл., Всеволожский р-он, д. Кудрово)
**Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)
Ответственный за переписку: Калинина Лидия Павловна, адрес: 163045, г. Архангельск, проезд Бадигина, д. 3; e-mail: lidiakalinina@yahoo.com

Аннотация

Обобщены данные отечественных и зарубежных исследований о нейрофизиологических параметрах когнитивных вызванных потенциалов. Рассмотрены сущность метода анализа когнитивных процессов, основные методики регистрации когнитивных вызванных потенциалов, область применения их в медицине и психологии. Представлен современный взгляд на структуру вызванных потенциалов, отмечены субкомпоненты Р3а и Р3b, выделены сенсорные волны и волны когнитивного контроля. Описана идея создания функциональных биомаркеров таких заболеваний, как синдром дефицита внимания с гиперактивностью, шизофрения, навязчивые состояния, депрессия, расстройства аутического спектра, дислексия, мозговая травма, деменция. Несмотря на достигнутый прогресс в изучении когнитивных вызванных потенциалов за последние десятилетия, вопрос их конкретного нейронного источника и нейропсихологического значения компонентов до сих пор остается открытым. Приведены основные предположения и научные достижения ученых из разных стран мира, касающиеся взаимодействия структур головного мозга и когнитивных функций человека. Представлены исследования, описывающие показатели когнитивных вызванных потенциалов при поражении различных структур головного мозга. В последнее время все большее значение уделяется нейрохимии и нейрофармакологии Р300. Описана гипотеза о двух нейротрансмиттерах, лежащих в основе генерации Р300: субкомпонент P3a опосредован допаминергической активностью, субкомпонент P3b – активностью норэпинефрина. Приведены данные о специфическом взаимодействии между показателем функции нейротрансмиттера глутамата в передней части поясной извилины и показателем когнитивных вызванных потенциалов Р300 лобной доли. Полученные достоверные результаты применения метода когнитивных вызванных потенциалов в сохранении здоровья человека являются мощным стимулом для дальнейших научных исследований.

Ключевые слова

когнитивные вызванные потенциалы, Р300, компоненты когнитивных вызванных потенциалов, Р3а, Р3b, анализ когнитивных процессов
Скачать статью (pdf, 1.9MB )

Список литературы

1. Зуева И.Б., Ванаева К.И., Санец Е.Л. Когнитивный вызванный потенциал Р300: роль в оценке когнитивных функций у больных с артериальной гипертензией и ожирением // Бюл. СО РАМН. 2012. Т. 32, № 5. С. 55–62.
2. Евтушенко С.К., Морозова Т.М., Шестова Е.П., Трибрат А.А., Морозова А.В. Нарушение когнитивных функций у детей: нейрофизиологическая оценка и коррекция // Междунар. неврол. журн. 2010. № 1(31). С. 64–70.
3. Кропотов Ю.Д., Пронина М.В., Поляков Ю.И., Пономарев В.А. Функциональные биомаркеры в диагностике психических заболеваний: когнитивные вызванные потенциалы // Физиология человека. 2013. Т. 39, № 1. С. 14–25.
4. Гнездицкий В.В., Корепина О.С. Атлас по вызванным потенциалам мозга (практическое руководство, основанное на анализе конкретных клинических наблюдений). Иваново: ПресСто, 2011. 532 с.
5. Polich J. Cognitive Brain Potentials // Curr. Dir. Psychol. Sci. 1993. Vol. 2, № 6. Р. 175−179.
6. Опыт применения вызванных потенциалов в клинической практике / под. ред. В.В. Гнездицкого, А.М. Шамшиновой. М.: Науч.-мед. фирма «МБН», 2001. 480 с.
7. Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных болезней: рук. для врачей. М.: МЕДпресс-информ, 2004. 488 с.
8. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. М.: МЕДпресс-информ, 2003. 264 с.
9. Гордеев С.А. Применение метода эндогенных связанных с событиями потенциалов мозга Р300 для исследования когнитивных функций в норме и клинической практике // Физиология человека. 2007. Т. 33, № 2. С. 121–133.
10. Barry R.J., De Blasio F.M., Fogarty J.S. A Processing Schema for Children in the Auditory Equiprobable Go/ NoGo Task: ERP Components and Behaviour // Int. J. Psychophysiol. 2018. Vol. 123. Р. 74–79.
11. Иваницкий A.M., Стрелец В.Б., Корсаков И.А. Информационные процессы мозга и психическая деятельность. М.: Наука, 1984. 200 с.
12. Кануников И.Е., Ветошева В.И. Современные представления о психофизиологической значимости Р300 // Физиология человека. 1988. Т. 14, № 2. С. 314–323.
13. Костандов Э.А., Захарова H.H. Зависимость поздних вызванных корковых потенциалов от комплекса когнитивных факторов // Журн. высш. нерв. деятельности им. И.П. Павлова. 1992. Т. 42, № 3. С. 477–490.
14. Hénon H., Pasquier F., Leys D. Poststroke Dementia // Cerebrovasc. Dis. 2006. Vol. 22, № 1. Р. 61–70.
15. Asaumi Y., Morita K., Nakashima Y., Muraoka A., Uchimura N. Evaluation of P300 Components for Emotion-Loaded Visual Event-Related Potential in Elderly Subjects, Including Those with Dementia // Psychiatry Clin. Neurosci. 2014. Vol. 68, № 7. Р. 558–567.
16. Власенко А.Н., Мирошникова Е.Б., Одинцова Г.В. Исследование когнитивных вызванных потенциалов P300 у пациентов c эпилепсией // Вестн. С.-Петерб. гос. мед. академии им. И.И. Мечникова. 2009. № 3(32). С. 222–225.
17. Bachiller A., Romero S., Molina V., Alonso J.F., Mañanas M.A., Poza J., Hornero R. Auditory P3a and P3b Neural Generators in Schizophrenia: An Adaptive sLORETA P300 Localization Approach // Schizophr. Res. 2015. Vol. 169, № 1-3. Р. 318–325.
18. Duncan C.C., Barry R.J., Connolly J.F., Fischer C., Michie P.T., Näätänen R., Polich J., Reinvang I., Van Petten C. Event-Related Potentials in Clinical Research: Guidelines for Eliciting, Recording, and Quantifying Mismatch Negativity, P300, and N400 // Clin. Neurophysiol. 2009. Vol. 120, № 11. Р. 1883–1908.
19. Hedges D., Janis R., Mickelson S., Keith C., Bennett D., Brown B.L. P300 Amplitude in Alzheimer’s Disease: A Meta-Analysis and Meta-Regression // Clin. EEG Neurosci. 2016. Vol. 47, № 1. Р. 48–55.
20. Soldatovic-Stajic B., Misic-Pavkov G., Bozic K., Novovic Z., Gajic Z. Neuropsychological and Neurophysiological Evaluation of Cognitive Deficits Related to the Severity of Traumatic Brain Injury // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2014. Vol. 18, № 11. Р. 1632–1637.
21. Кузнецова Е.А., Якупов Э.З. Изменения когнитивных вызванных потенциалов (Р300) при хронических ежедневных головных болях // Казан. мед. журн. 2011. Т. 92, № 1. С. 17–19.
22. Covey T.J., Shucard J.L., Benedict R.H., Weinstock-Guttman B., Shucard D.W. Improved Cognitive Performance and Event-Related Potential Changes Following Working Memory Training in Patients with Multiple Sclerosis // Mult. Scler. J. Exp. Transl. Clin. 2018. Vol. 4, № 1.
23. Стафеева И.В., Дуданов И.П. Параметры когнитивных вызванных потенциалов (Р300) у пациентов в зависимости от локализации ишемического очага в полушариях большого мозга // Совр. проблемы науки и образования. 2015. № 6. С. 95.
24. Houston R.J., Schlienz N.J. Event-Related Potentials as Biomarkers of Behavior Change Mechanisms in Substance Use Disorder Treatment // Biol. Psychiatry Cogn. Neurosci. Neuroimaging. 2018. Vol. 3, № 1. Р. 30–40.
25. Luijten M., Kleinjan M., Franken I.H. Event-Related Potentials Reflecting Smoking Cue Reactivity and Cognitive Control as Predictors of Smoking Relapse and Resumption // Psychopharmacology (Berl.). 2016. Vol. 233, № 15-16. Р. 2857–2868.
26. Morie K.P., Wu J., Landi N., Potenza M.N., Mayes L.C., Crowley M.J. Feedback Processing in Adolescents with Prenatal Cocaine Exposure: An Electrophysiological Investigation // Dev. Neuropsychol. 2018. Vol. 43, № 3. Р. 183–197.
27. Michelini G., Kitsune V., Vainieri I., Hosang G.M., Brandeis D., Asherson P., Kuntsi J. Shared and Disorder-Specific Event-Related Brain Oscillatory Markers of Attentional Dysfunction in ADHD and Bipolar Disorder // Brain Topogr. 2018. Vol. 31, № 34. Р. 672–689.
28. Sokhadze E.M., Lamina E.V., Casanova E.L., Kelly D.P., Opris I., Khachidze I., Casanova M.F. Atypical Processing of Novel Distracters in a Visual Oddball Task in Autism Spectrum Disorder // Behav. Sci. (Basel). 2017. Vol. 7, № 4.
29. Lepock J.R., Mizrahi R., Korostil M., Bagby R.M., Pang E.W., Kiang M. Event-Related Potentials in the Clinical High-Risk (CHR) State for Psychosis: A Systematic Review // Clin. EEG Neurosci. 2018. Vol. 49, № 4. Р. 215–225.
30. Steczkowska-Klucznik M., Kroczka S. Cognitive Event Related Potentials in Neuropediatrics // Przegl. Lek. 2006. Vol. 63, № 11. Р. 1245–1247.
31. Gregory L., Rosa R.F.M., Zen P.R.G., Sleifer P. Auditory Evoked Potentials in Children and Adolescents with Down Syndrome // Am. J. Med. Genet. A. 2018. Vol. 176, № 1. Р. 68–74.
32. Polich J., Squire L.R. P300 from Amnesic Patients with Bilateral Hippocampal Lesions // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1993. Vol. 86, № 6. P. 408–417.
33. Huang W.-J., Chen W.-W., Zhang X. The Neurophysiology of P 300 – аn Integrated Review // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2015. Vol. 19, № 8. Р. 1480–1488.
34. Yingling C.D., Hosobuchi Y. A Subcortical Correlate of P300 in Man // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1984. Vol. 59, № 1. P. 72–76.
35. Frodl-Bauch T., Bottlender R., Hegerl U. Neurochemical Substrates and Neuroanatomical Generators of the Event-Related P300 // Neuropsychobiology. 1999. Vol. 40, № 2. P. 86–94.
36. Halgren E., Squires N.K., Wilson C.L., Rohrbaugh J.W., Babb T.L., Crandall P.H. Endogenous Potentials Generated in the Human Hippocampal Formation and Amygdala by Infrequent Events // Science. 1980. Vol. 210, № 4471. Р. 803–805.
37. Molnar M. On the Origin of the P300 Event-Related Potential Component // Int. J. Psychophysiol. 1994. Vol. 17, № 2. Р. 129–144.
38. Knight R. Contribution of Human Hippocampal Region to Novelty Detection // Nature. 1996. Vol. 383, № 6597. Р. 256–259.
39. Soltani M., Knight R. Neural Origins of the P300 // Crit. Rev. Neurobiol. 2000. Vol. 14, № 3-4. Р. 199–224.
40. Knight R.T. Neural Mechanisms of Event-Related Potentials: Evidence from Human Lesion Studies // Event-Related Brain Potentials: Basic Issues and Applications / Ed. by J.W. Rohrbaugh, R. Parasuraman, R. Johnson Jr. New York: Oxford University Press, 1990. P. 3–18.
41. Polich J. Theoretical Overview of P3a and P3b // Detection of Change: Event-Related Potential and fMRI Findings / Ed. by J. Polich. Boston: Kluwer Academic Publishers, 2003. P. 83–98.
42. Егоров А.В., Гнездицкий В.В., Коптелов Ю.М. Анализ дипольных источников когнитивных вызванных потенциалов (Р300) мозга человека // Современное состояние методов неинвазивной диагностики в медицине. Ялта; Гурзуф, 1996. C. 106–108.
43. Araki T., Kasai K., Yamasue H., Kato N., Kudo N., Ohtani T., Nakagome K., Kirihara K., Yamada H., Abe O., Iwanami A. Association Between Lower P300 Amplitude and Smaller Anterior Cingulate Cortex Volume in Patients with Posttraumatic Stress Disorder: A Study of Victims of Tokyo Subway Sarin Attack // Neuroimage. 2005. Vol. 25, № 1. P. 43–50.
44. Савельева Н.А., Анисимов Г.В., Калашникова Т.П. Показатели когнитивных вызванных потенциалов у детей с речевым дизонтогенезом // Фундам. исследования. 2015. № 1 (ч. 2). С. 346–349.
45. Fabiani M., Karis D., Donchin E. Effects of Mnemonic Strategy Manipulation in a Von Restorff Paradigm // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1990. Vol. 75, № 2. Р. 22–35.
46. Коберская Н.Н. Когнитивный потенциал Р300 // Неврол. журн. 2003. Т. 8, № 6. С. 34–42.
47. Чарвей А., Коберская Н.Н. Характеристики когнитивного вызванного потенциала Р300 при умеренных когнитивных расстройствах у пожилых пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией // Неврол. журн. 2006. Т. 11 (прил. 1). С. 64–70.
48. Tachibana H., Toda K., Sugita M. Event-Related Potentials in Patients with Multiple Lacunar Infarcts // Gerontology. 1992. Vol. 38, № 6. Р. 322–329.
49. Polich J., Criado J.R. Neuropsychology and Neuropharmacology of P3a and P3b // Int. J. Psychophysiol. 2006. Vol. 60, № 2. P. 172–185.
50. Volpe U., Mucci A., Bucci P., Merlotti E., Galderisi S., Maj M. The Cortical Generators of P3a and P3b: A LORETA Study // Brain Res. Bull. 2007. Vol. 73, № 4-6. Р. 220–223.
51. Hall M.H., Jensen J.E., Du F., Smoller J.W., O’Connor L., Spencer K.M., Öngür D. Frontal P3 Event-Related Potential Is Related to Brain Glutamine/Glutamate Ratio Measured in vivo // Neuroimage. 2015. Vol. 111. P. 186–191.
52. Uvais N.A., Nizamie S.H., Das B., Praharaj S.K., Ul Haq Katshu M.Z. Auditory P300 Event-Related Potential: Normative Data in the Indian Population // Neurol. India. 2018. Vol. 66, № 1. Р. 176–180.
53. Begum T., Reza F., Ahmed I., Abdullah J.M. Influence of Education Level on Design-Induced N170 and P300 Components of Event Related Potentials in the Human Brain // J. Integr. Neurosci. 2014. Vol. 13, № 1. Р. 71–88.
54. Tomé D., Barbosa F., Nowak K., Marques-Teixeira J. The Development of the N1 and N2 Components in Auditory Oddball Paradigms: A Systematic Review with Narrative Analysis and Suggested Normative Values // J. Neural. Transm. (Vienna). 2015. Vol. 122, № 3. Р. 375–391.