21.03 | Brain Awareness Week. Микола Макарчук

МОЗОК І СТАТЬ:ПСИХОФІЗІОЛОГІЧНІМОЗОК І СТАТЬ:ПСИХОФІЗІОЛОГІЧНІ
ОСОБЛИВОСТІ СТАТІОСОБЛИВОСТІ СТАТІ
ТИЖДЕНЬ МОЗКУТИЖДЕНЬ МОЗКУ
Київ – 20Київ – 201166
КИЇВСЬКИЙКИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТНАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСАІМЕНІ ТАРАСА
ШЕВЧЕНКАШЕВЧЕНКА
ННЦ “Інститут біології”ННЦ “Інститут біології”
Кафедра фізіології людини та тваринКафедра фізіології людини та тварин
Інститут фізіології імені академіка Петра БогачаІнститут фізіології імені академіка Петра Богача

Реакція мозку жінок і чоловіків на
суміш запахів естрогенів і андрогенів

22
• Спектральні характеристики електроенцефалографії (ЕЕГ) -Спектральні характеристики електроенцефалографії (ЕЕГ) -
спектральні потужністі (мкВ2) ряду частотних діапазонів:спектральні потужністі (мкВ2) ряду частотних діапазонів:
тета (4,0-7,9 Гц), альфа (8,0-12,9 Гц), бета низькочастотнийтета (4,0-7,9 Гц), альфа (8,0-12,9 Гц), бета низькочастотний
(13,0-19,9 Гц) та бета високочастотний (20,0-35,0 Гц) на(13,0-19,9 Гц) та бета високочастотний (20,0-35,0 Гц) на
основі алгоритму швидкого перетворенняоснові алгоритму швидкого перетворення Фур’єФур’є.. Локалізація
джерел активності здійснювалась за допомогою програмного
комплексу sLORETA.
` Емоційний тест Струпа (24 студенти-лівші (14 жінок, 10
чоловіків ) і 28 студентів-правшів (14 жінок, 14 чоловіків)
віком 17-23 роки.
• ФМРТ активність головного мозку жінок і чоловіків приФМРТ активність головного мозку жінок і чоловіків при
виконанні рухових тестіввиконанні рухових тестів
• IAPS –IAPS – мміжнародна система афективних зображень дляіжнародна система афективних зображень для
лабораторних досліджень, використовувалась в якостілабораторних досліджень, використовувалась в якості
стимульного матеріалустимульного матеріалу
Методичні підходи: ЕЕГМетодичні підходи: ЕЕГ

Функціональне значення основних ритмів ЕЕГФункціональне значення основних ритмів ЕЕГ
• Альфа-ритмАльфа-ритм (8-13 Гц) –(8-13 Гц) –
стан спокою. ↓ потужностістан спокою. ↓ потужності
αα-ритму відображає-ритму відображає
активаційні процеси вактиваційні процеси в
головному мозку.головному мозку.
• Тета-ритмТета-ритм (4-7 Гц) - ↑(4-7 Гц) - ↑
відображає емоційневідображає емоційне
напруження, кодуваннянапруження, кодування
інформації в памінформації в пам’’ятіяті
• Бета-ритмБета-ритм (14-35 Гц) - ↑(14-35 Гц) - ↑
відображає активаціювідображає активацію
підкоркових структур тапідкоркових структур та
кори головного мозку,кори головного мозку,
посилення уваги допосилення уваги до
стимулу, когнітивністимулу, когнітивні
процесипроцеси

Методичні підходи: ФМРТ аналіз
активності мозку жінок і чоловіків
 Досліджено 10 здорових
волонтерів (5Ч, 5Ж; 24-48 років)
 1.5T Signa EXCITE HD (GE, USA)
 T2*-EPI (TR/TE=3000/56мс,
FA=90°)
 Блочна парадигма активації
 Рухові завдання для правої руки
 Загальне лінійне моделювання
 Програмне забезпечення для
аналізу:
 FSL (Oxford, GB)
 Brainwave PA (GE, USA).
7

Схема проведення емоційного тесту Струпа
“Q” – зелений
колір,
ліва рука
“P” – червоний
колір, права рука
Методичні підходи: Емоційний тест Струпа:
реагували на емоційні (негативні) та нейтральні слова
натисканням клавіш, і не реагували на гальмівні слова.
Завдання перед мозком:
1.Реакції-відповіді правою і лівою руками на колір слів.
2.Диференціювання гальмівного подразника (когнітивне навантаження).
3.Неусвідомлюване реагування на емоційні подразники.

Локалізація джерел активності здійснювалась за
допомогою програмного комплексу sLORETA
(R.D. Pascual-Marqui, Швейцарія).
Зниження
активності
при
міжгруповому
порівнянні
Підвищеня
активності
при
міжгруповому
порівнянні
4
З кожної функціональної проби ЕЕГ обиралися по три
двосекундні відрізки без артефактів. Отримані
значення амплітуди (з частотою дискретизації 500 Гц)
усереднювалися. На основі томографічних зрізів
будувалася тривимірна модель мозку з розподілом
активності на ній.

Модель емоційної обробки стимулів заМодель емоційної обробки стимулів за
Heilmen K.M.Heilmen K.M.
1.1. Валентність знаку стимулуВалентність знаку стимулу
-- лобні частки;лобні частки;
2.2. Активаційний компонентАктиваційний компонент
((arousal) -arousal) -тімтім’’яні частки;яні частки;
3.3. Моторний компонентМоторний компонент
((уникнення чи наближення)уникнення чи наближення)
-- орбітофронтальна кора таорбітофронтальна кора та
тімтім’’яна частка правоїяна частка правої
півкуліпівкулі
Heilman K. M. The neurobiology of emotional experience //
J. Neuropsychiat. Clin. Neurosci., 1997 - V.9, № 3, Р.439-448.
1
2
3

Узагальнена схема структур ГМ та їх взаємодій,
що активуються під час сприйняття людиною запахів
(Рис. по: G.M. Shepherd “Smell images and
the flavour system in the human brain”,
NATURE, 2006. - V.444, # 16. – P. 316-321)

Топокарти змін значень СРК у чоловіків (M) і жінок (W) в стані спокою за умов
одорованого повітря (8хв.) з урахуванням суб’єктивної оцінки запаху повітря. N -
суб’єктивна негативна ( (n=50 M; n=60 W); P – cуб’єктивна позитивна (n=67 M; n=82 N).
Примітка: ▬ - збільшення, ▬ - зменшення СРК (p<0.05); ▪▪▪, ▪▪▪ - зміни СРК (0.07<p> 0.05); θ1 –
β2 – ЕЕГ- піддіапазони
θ1 θ2 α1 α2 α3 β1 β2
N
M
W
P
M
W

Топокарти змін СРК чоловіків (M) та жінок (W) на 1-й хв. направленої детекції запахів в
залежності від суб’ктивної оцінки аромату (Іn - інактивуючий (M n=18;W n=5), A –
активуючий (M n=26; W n=13). Зміни оцінювались по відношенню до вихідного стану.
Примітка: ▬ - збільшення, ▬ - зменшення СРК (p<0.05); ▪▪▪, ▪▪▪ - зміни СРК (0.07<p> 0.05); θ1 –
β2 – ЕЕГ- піддіапазони
θ1 θ2 α1 α2 α3 β1 β2
In
M
W
A
M
W

У чоловіків встановлено домінування імпульсивної реактивності на
появу-зникнення запаху (когнітивно-активаційні зміни ЕЕГ, інсайтна
стратегія), тоді як у жінок зміни функціональної активності ГМ виявлено
при пролонгованому сприйнятті (тонічній активації) запахових чинників
(послідовна обробка та її осмислення - інтелектуальна стратегія).
Показано, що гедонічність олфакторного сприйняття у чоловіків
характеризувалась активаційно-емоційними змінами ЕЕГ-параметрів
(β-системи), тоді як у жінок домінували когнітивно-аналітичні (валентні)
компоненти емоційного аналітичного сприйняття, з активним
залученням мереж пам’яті (θ-, β2-системи).
Встановлено, що периферичне блокування хеморецепторних систем
нюхової порожнини людини пригнічує функціональну активність ГМ,
порушуючи розвиток процесів, пов’язаних з активністю нюхового
аналізатора (когнітивні функції, пам’ять, емоції, увагу, семантичну
діяльність).
14

Порядок запису ЕЕГ приПорядок запису ЕЕГ при IAPSIAPS
1.1. Закриті очі (3 хв)Закриті очі (3 хв)
2.2. Беззмістовні зображення (1.5 хв)Беззмістовні зображення (1.5 хв)
3.3. Приємні зображення (1.5 хв)Приємні зображення (1.5 хв)
5.5. Нейтральні зображення (1.5 хв)Нейтральні зображення (1.5 хв)
7.7. Еротичні зображення (1.5 хв)Еротичні зображення (1.5 хв)
9.9. Неприємні зображення (1.5 хв)Неприємні зображення (1.5 хв)
11.11. Закриті очі (3 хв).Закриті очі (3 хв).
Час експозиції одного зображення – 6сЧас експозиції одного зображення – 6с
Розташування електродів за системою 10-Розташування електродів за системою 10-
20%:20%:
F3/F4,F3/F4, F7/F8,F7/F8, C3/C4,C3/C4, T3/T4,T3/T4, T5/T6,T5/T6, P3/P4,P3/P4,
O1/O2O1/O2

Нейтральні стимулиНейтральні стимули

Топокарта значущих відмінностей спектральної потужності основних
ритмів ЕЕГ чоловіків під час пред’явлення нейтральних зображень IAPS по
відношенню до пред’явлення беззмістовних зображень.
Примітки:
- потужність тета-ритму,
- потужність альфа діапазонів.
Знак над рисочкою відображає значуще (р<0,05) збільшення, знак під рисочкою –
зниження показника (n=42).
Суб’єктивна оцінка рівня
приємності/активації під час пред’явлення
нейтральних стимулів за 9-бальною шкалою

ритмів ЕЕГ жінок під час пред’явлення нейтральних зображень IAPS по
відношенню до пред’явлення беззмістовних зображень у різні фази
оваріального циклу.
Примітки:
Фолікулярна фаза Овуляція Лютеїнова фазаФолікулярна фаза Овуляція Лютеїнова фаза

Позитивні стимулиПозитивні стимули

ритмів ЕЕГ чоловіків під час пред’явлення позитивних зображень IAPS по
Примітки:
- потужність альфа-ритму,
- потужність бета низькочастотного,
- потужність бета високочастотного діапазонів
Знак над рисочкою відображає значуще (р<0,05) збільшення, знак під
рисочкою – зниження показника (n=42).
позитивних стимулів за 9-бальною шкалою

ритмів ЕЕГ жінок під час пред’явлення позитивних зображень IAPS по
Примітки:

Еротичні стимулиЕротичні стимули

ритмів ЕЕГ чоловіків під час пред’явлення еротичних зображень IAPS по
Примітки:
- потужність альфа-ритму,
- потужність бета низькочастотного,
- потужність бета високочастотного діапазонів
Знак над рисочкою відображає значуще (р<0,05) збільшення, знак під
рисочкою – зниження показника (n=42).
еротичних стимулів за 9-бальною шкалою

ритмів ЕЕГ жінок під час пред’явлення еротичних зображень IAPS по
Примітки:

Негативні стимулиНегативні стимули

ритмів ЕЕГ чоловіків під час пред’явлення негативних зображень IAPS по
Примітки:
- потужність альфа-ритму
негативних стимулів за 9-бальною шкалою

ритмів ЕЕГ жінок під час пред’явлення негативних зображень IAPS по
Примітки:

висновкивисновки
• Перегляд афективних зображень супроводжується більшоюПерегляд афективних зображень супроводжується більшою
активацією асоціативної зорової кори чоловіків порівняно зактивацією асоціативної зорової кори чоловіків порівняно з
переглядом емоційно нейтральних зображень, що відображаєпереглядом емоційно нейтральних зображень, що відображає
ретельнішу мозкову обробку емоційно забарвлених стимулівретельнішу мозкову обробку емоційно забарвлених стимулів
• Позитивні зображення викликали зростання потужностіПозитивні зображення викликали зростання потужності
високочастотних компонентів спектру в передніх відділах лобнихвисокочастотних компонентів спектру в передніх відділах лобних
часток неокортексу, що відображує когнітивну оцінку змістучасток неокортексу, що відображує когнітивну оцінку змісту
зображень та гедонічний компонент сприйняттязображень та гедонічний компонент сприйняття
• Перегляд еротичних зображень супроводжувався найбільшПерегляд еротичних зображень супроводжувався найбільш
поширеною зонально активацією мозку чоловіків на фоніпоширеною зонально активацією мозку чоловіків на фоні
зростання високочастотних компонентів ЕЕГ у лівійзростання високочастотних компонентів ЕЕГ у лівій
передньоскроневій зоніпередньоскроневій зоні
• Найбільше емоційне напруження у чоловіків викликали негативніНайбільше емоційне напруження у чоловіків викликали негативні
стимули, що відбивалось у зростанні спектральної потужності тета-стимули, що відбивалось у зростанні спектральної потужності тета-
ритму центрально-тім‘яно-потиличних ділянок кори великихритму центрально-тім‘яно-потиличних ділянок кори великих
півкуль на фоні неспецифічної активаціїпівкуль на фоні неспецифічної активації

Комбінований ефект Струпа:
ЗЕЛЕНИЙ - фасилітація
(коротший ЛП реакції)
ЗЕЛЕНИЙ
ЗЕЛЕНИЙ - інтерференція
(довший ЛП реакції)
Емоційний ефект Струпа:
ЧАШКА, ПІСОК
РАНА, ПЕЧАЛЬ - інтерференція
(довший ЛП реакції)

Емоційний ефект Струпа (ЕмЕС) базується на тому, що емоційні
стимули є більш значущими, ніж нейтральні, і тому довший час
обробляються в нейронних мережах.
Емоційний тест Струпа (ЕмТС), власне, не тестує ефект Струпа, оскільки
при його використанні не відбувається взаємодії між словом і його
семантичним значенням (напр., колір і назва кольору).
ЕмЕС відображає мимовільне звертання уваги на емоційно значущі
стимули, що проявляється у довшому часі реакції на них, ніж на
нейтральні стимули, і тому широко використовується як в наукових
дослідженнях, так і в клініці для дослідження спрямованої уваги і
здатності її підтримувати.
Інтерференція - це різниця між ЛП реакції на емоційно-значущі та
нейтральні стимули. Чим більша інтерференція, тобто емоційний ефект
Струпа, тим сильніше втручаються мимовільні емоційні процеси у систему
довільної уваги, порушуючи її.

Нейтральні:
дошка, парад, зошит, книга, чашка, пiсок, меблi
Гальмівні:
гарбуз, жасмин, лiщина, полин, вишня, фiалка, сосна
Емоційні:
печаль, кров, смерть, бiль, рана, зрада, аборт, вiйна
Приклади слів, які використовувались в емоційному тесті
Струпа (Костенко С.С., Кравченко В.І., Макарчук М.Ю. ,
2008)

Лівші, особливо чоловіки, виконують
ЕмТС повільніше, ніж правші.
На емоційні подразники повільніше
реагує ліва рука як у правшів, так і у
лівшів, що вказує на особливу роль
правої півкулі у обробці емоційної
інформації.
" V a r 2 2 " ; L S M e a n s
C u r r e n t e f f e c t : F ( 3 , 4 8 )= 3 , 2 2 8 1 , p = , 0 3 0 4 9
E f f e c t i v e h y p o t h e s i s d e c o m p o s i t i o n
V e rt i c a l b a r s d e n o t e 0 , 9 5 c o n f i d e n c e i n t e rv a l s
Ж - л і в ш і Ч - л і в ш і Ж -п р а в ш і Ч -п р а в ш і
г р у п и
8 0 0
8 5 0
9 0 0
9 5 0
1 0 0 0
1 0 5 0
1 1 0 0
1 1 5 0
1 2 0 0
1 2 5 0
1 3 0 0
1 3 5 0
мс BoxPlotofmultiplevariablesgroupedby Var22
Жінки+ЧолЛаст1+Усеін.sta200v*200c
Median;Box:25%-75%;Whisker:Non-OutlierRange
Нейтрзліва
Нейтрсправа
Емоцзліва
Емоцсправа
Ж-лів Ч-лів Ж-прав Ч-прав
групи
400
600
800
1000
1200
1400
1600
мс
****
*
*
*
*
*
*
*
*
E M * H ; L S M e a n s
C u r re n t e f f e c t : F (1 , 4 8 ) = 1 5 , 1 3 6 , p = , 0 0 0 3 1
E f f e c t i v e h y p o t h e s i s d e c o m p o s i t i o n
V e r t i c a l b a r s d e n o t e 0 , 9 5 c o n f i d e n c e i n t e r v a l s
Л і в а
П р а в а
н е й т р а л ь н і е м о ц і й н і
9 4 0
9 6 0
9 8 0
1 0 0 0
1 0 2 0
1 0 4 0
1 0 6 0
1 0 8 0
1 1 0 0
1 1 2 0
1 1 4 0
1 1 6 0
1 1 8 0
мс

дельта
тета
альфа-1
альфа-2
бета-1
бета-2
бета-3
Відмінності розподілу діапазонів
електричної активності мозку у жінок-
правшів, (sLORETA, n=14)
дельта
тета
альфа-1
альфа-2
бета-1
бета-2
бета-3
Відмінності розподілу діапазонів
електричної активності мозку у чоловіків-
правшів, (sLORETA, n=14)

дельта
тета
альфа-1
альфа-2
бета-1
бета-2
бета-3
Відмінності розподілу діапазонів електричної
активності мозку у чоловіків-лівшів, (sLORETA, n=10)
дельта
тета
альфа-1
альфа-2
бета-1
бета-2
бета-3
Відмінності розподілу діапазонів електричної
активності мозку у жінок-лівшів, (sLORETA, n=14)

Тест1
дельта
тета
Альфа1
Альфа2
Бета1
Бета2
Бета3
Тест1
дельта
тета
Альфа1
Альфа2
Бета1
Бета2
Бета3
Лівші (n=24)
Відмінності показників sLORETA у жінок і чоловіків під час проходження
емоційного тесту Струпа
Правші (n=28)

Розподіл електричної активності в тета -діапазоні при порівнянні стану
спокою із виконанням ЕмТС
Чоловіки-правші
Чоловіки-лівшіЖінки-лівші
Жінки-правші

При виконанні ЕмТС у жінок-правшів у порівнянні із чоловіками-
правшами виявлено меншу активацію в різних ділянках мозку,
переважно скроневих, тім’яних та потиличних, в дельта-, тета- альфа-
1-2 діапазонах ЕЕГ білатерально, та вищу – в бета-1-3 діапазонах
скроневих та лобових часток білатерально.
У жінок-лівшів у порівнянні із чоловіками-лівшами відмінності
аналогічні, за винятком вищої активації у дельта- і тета- діапазонах
фронтальних ділянок правої півкулі у жінок-лівшів.

Мигдалина і оцінка емоцій

Збільшений об’єм активації тканини головного
мозку та відмінності у її топографії у жінок в
порівнянні з чоловіками
• Синій – чоловіки, рожевий – жінки.

Активація лівого мигдалеподібного тіла у жінок, при
виконанні рухів
• На відміну від чоловіків, у жінок додатково
активується ліве мигдалеподібне тіло

Активація мигдалини та орбітофронтальної
кори у хворого з клінічно діагностованою
депресією

Подяка:Подяка:
• Зимі Ігорю Григоровичу – завідувачу відділуЗимі Ігорю Григоровичу – завідувачу відділу
фізіології мозку та психофізіологіїфізіології мозку та психофізіології
• Кравченко Вікторії Іванівні – доценту кафедриКравченко Вікторії Іванівні – доценту кафедри
• Куценко Тетяні Василівні – доцентуКуценко Тетяні Василівні – доценту
• Омельченку Олексію - аспірантуОмельченку Олексію - аспіранту
• Максимович (Давидовій) Катерині – аспірантціМаксимович (Давидовій) Катерині – аспірантці
Всім обстежуваним, які взяли участь вВсім обстежуваним, які взяли участь в
дослідженнях!дослідженнях!

21.03 | Brain Awareness Week. Микола Макарчук

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (9)

More from ProstirChasopys

More from ProstirChasopys (20)

21.03 | Brain Awareness Week. Микола Макарчук