СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИИ МОЗГА

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИИ МОЗГА


RU (11) 2258453 (13) C1

(51) 7 A61B5/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 30.01.2009 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003135904/14 
(22) Дата подачи заявки: 2003.12.10 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.12.10 
(45) Опубликовано: 2005.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: МОРОЗ М.П. и др. «Межполушарная асимметрия при изменениях функционального состояния человека», в журн.: Физиология человека, 1986, 12, 2, с.179-186. RU 94005924 A1, 10.08.1996. RU 2115364 C1, 20.07.1998. RU 2161908 C2, 20.01.2001. RU 2020864 C1, 15.10.1994. RU 94014836 A1, 10.08.1996. 
(72) Автор(ы): Олада Э.Я. (RU); Китаев А.В. (RU); Савченко А.А. (RU); Мякишев Е.В. (RU); Пропой Г.С. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU) 
Адрес для переписки: 660041, г.Красноярск, пр. Свободный, 79, КГУ, отдел интеллектуальной собственности 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИИ МОЗГА

Изобретение относится к области медицины, а именно к психофизиологии. В качестве показателя функционального состояния мозга используют уровень функциональных возможностей центральной нервной системы (УФВ ЦНС). Сенсомоторный тест выполняют унимануально с паузой не менее 7 минут. Коэффициент межполушарной асимметрии рассчитывают по формуле: Кас=(УФВл-УФВп)/(УФВл+УФВп)·100%, где УФВл - это уровень функциональных возможностей нервной системы при выполнении сенсомоторного теста правой рукой; УФВп - это уровень функциональных возможностей при выполнении сенсомоторного теста левой рукой. Способ повышает достоверность исследования, что достигается за счет использования интегрального показателя, отражающего функциональное состояние головного мозга. 1 табл., 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области психофизиологии для диагностики функционального состояния человека и оценки межполушарной асимметрии. 

Межполушарная асимметрия оценивается, как правило, либо качественно по сенсорным и моторным асимметриям (Леутин В.П., Николаева Е.И. Психо-физиологические механизмы адаптации и функциональная асимметрия мозга. Новосибирск: Наука, 1988, 192 с.), либо количественно по времени сенсомоторной реакции при реагирования на аудиальные или визуальные стимулы (Овчинников Н.Д. Методика количественной оценки межполушарной функциональной асимметрии мозга //Физиология человека. 1997. Т.23. №6. С.131-132. Мороз М.П., Удалова Г.П., Захаров А.В. Межполушарная асимметрия при изменениях функционального состояния человека.// Физиология человека. 1986. Т.12. №2. С.179-186.). 

Приводимые примеры опросников в первом источнике (Леутин В.П., Николаева Е.И., 1988) свидетельствуют о том, что они обращены к субъективной самооценке испытуемых, что не всегда соответствует действительности, а проведение проб, дающее более наглядную информацию, всегда очень трудоемко из-за их обилия, которое вызвано недостаточным доверием к ним.

Количественная оценка степени асимметрии более информативна. Однако для определения функциональной асимметрии мозга по критической частоте слияния световых мельканий (Овчинников Н.Д., 1997) требуется специально сконструированный прибор.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ расчета индекса межполушарной асимметрии с использованием среднего времени реагирования при бимануальной сенсо-моторной реакции на световой раздражитель, подаваемый в центр поля зрения (Мороз М.П., Удалова Г.П., Захаров А.В.,1986). При этом испытуемый реагирует на появление зрительных стимулов нажатием на соответствующие кнопки пульта одновременно большими пальцами левой и правой рук. Всего подается 50 зрительных стимулов.

Коэффициент межполушарной асимметрии (Кас) рассчитывается по формуле:

Кас=(D-S)/(D+S)·100%, 

где D и S - соответственно среднее время реагирования правой и левой рукой.

Но, как показано самими авторами, среднее время реагирования - малоинформативный показатель. В этом недостаток предлагаемого метода. Авторы указывают, что более информативными показателем функционального состояния нервной системы является такой показатель как УФВ ЦНС (уровень функциональных возможностей ЦНС), предложенный Т.Д. Лоскутовой (Мороз М.П., Удалова Г.П., Захаров А.В.,1986) и рассчитываемый на основании вариационного анализа латентных периодов зрительно-моторной реакции. 

Однако сами они его не используют для расчета степени межполушарной асимметрии.

Предложенная формула расчета УФВ ЦНС была выведена Лоскутовой эмпирически на основании параллельных исследований биоэлектрической активности мозга и широко использовалась в экспертизе трудоспособности и реально отражает функциональное состояние ЦНС (Лоскутова Т.Д. Время реагирования как психофизиологический метод оценки функционального состояния центральной нервной системы.// Нейрофизиологические исследования в экспертизе трудоспособности. -Л.:Медицина,1973.-С68-84). Однако в этих исследованиях этот сенсо-моторный тест всегда проводился только для одной руки и не использовался для оценки межполушарной асимметрии.

Техническим результатом изобретения является повышение информативности индекса асимметрии.

Технический результат достигается тем, что в способе определения степени межполушарной асимметрии мозга, включающем расчет коэффициента межполушарной асимметрии, новым является то, что в качестве показателя функционального состояния полушарий мозга используют уровень функциональных возможностей центральной нервной системы (УФВ ЦНС) при выполнении правой и левой рукой сенсо-моторного теста, который проводят унимануально с паузой не менее 7 минут, а коэффициент межполушарной асимметрии рассчитывается следующим образом:

Кас=(УФВл-УФВп)/(УФВл+УФВп)·100%, 

где УФВл - это уровень функциональных возможностей нервной системы при выполнении сенсомоторного теста правой рукой, который отражает в большей степени активность левого полушария, так как завершающий этап - моторная реакция правой руки - осуществляется под контролем моторных зон именно левого полушария;

УФВп - это уровень функциональных возможностей при выполнении сенсомоторного теста левой рукой, который отражает в большей степени активность правого полушария, так как завершающий этап - моторная реакция левой руки - осуществляется под контролем моторных зон правого полушария.

Положительное значение Кас указывает на доминирование левого полушария, отрицательное - на доминирование правого.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что для расчета Кас используется не среднее значение времени реакции на 50 зрительных сигналов, а УФВ, рассчитанный для каждого полушария, который значительно информативнее. Кроме того, для оценки УФВ используется компьютеризированный вариант методики Т.Д. Лоскутовой. Также от известного способа, где авторы использовали бимануальный тест, предлагаемый способ отличается тем, что сенсомоторная реакция проводится унимануально указательным пальцем, то есть по очереди сначала одной, потом другой рукой, с паузой 7-10 минут для исключения утомления. Такая мотивация к унимануальному выполнению теста обеспечивает в момент выполнения двигательной реакции избирательную активацию преимущественно одного полушария. Выполнение самого теста занимает около 7 минут и в данном случае длительность отдыха равна или несколько превышает длительность выполнения теста. Длительность отдыха в нашем тесте равна или незначительно дольше длительности самого теста. Нами анализировался процент испытуемых, у которых к концу тестов время реагирования возрастало (+ВР) или укорачивалось (-ВР).Удлинение времени реагирования к концу теста свидетельствует об утомлении. Первый и второй тест, проведенный после паузы 7-10 минут, сравнивался по данным показателям. Результаты приведены в таблице.

Таблица 1

Изменение времени реагирования при проведении зрительно-моторного теста у взрослых 40-48 лет и детей 9-10 лет. 
Группа Общее количество испытуемых Тест первый. +ВР,% Тест первый. -ВР,% Тест второй. +ВР,% Тест второй. -ВР,% 
Взрослые 60 51,7 48,3 53,3 46,7 
Дети 57 52,6 47,4 56,1 43,9 


Как в первом, так и во втором по последовательности тесте, при паузе между ними 7-10 минут количество таких испытуемых, у которых время реагирования увеличивалось, составляет от 56,1 до 51,7 %. Это достоверно не отличается от количества испытуемых (48,3-43,9%), у которых время реагирования улучшается (р>0,05). Также нет значимых различий по этим показателям у взрослых и детей. (Терентьев П.В., Ростова Н.С. Практикум по биометрии.-Л., ЛГУ, 1977. С.48, С.130).

Таким образом, данный способ соответствует критерию «новизна» и «изобретательский уровень».

Испытуемый усаживается на расстоянии 35 см от экрана монитора, в центре которого появляется зрительный стимул (красный круг диаметром 2 см на синем фоне). Межсигнальные интервалы варьируют от 1 до 4 секунд. Всего подается 50 стимулов.

Испытуемому дается инструкция, как можно быстрее реагировать нажатием указательного пальца на клавишу при появлении зрительного стимула. Клавиша расположена справа, когда он реагирует правой рукой, и слева, когда он реагирует левой. После проведения теста одной рукой обязательна пауза для избежания утомления. В среднем тест для каждой руки длится от 5 до 10 минут, что зависит от возраста испытуемого.

Перед началом теста испытуемому для ознакомления с методом обязательно предлагается провести тренировочный тест, где количество сигналов составляет 4-5 стимулов. Далее по латентным периодам реакций строится кривая вариационного распределения и по формуле, предложенной Т.Д. Лоскутовой, рассчитывается УФВ ЦНС для левого и правого полушария соответственно.

Однако при расчете УФВ нами предложено опустить функцию логарифмирования, так как у детей при очень низких, а именно отрицательных значениях УФВ возникают затруднения при расчете Кас. И нами предложено использовать для расчетов УФВ следующую формулу, опустив логарифмирование: 



где Рмах - максимальная вероятность, соответствующая пределам модального класса вариационного распределения латентных периодов зрительно-моторной реакции;

Т 0,5 - диапазон времени реакции, соответствующий уровню вероятности, равному половине максимальной (0,5 Рмах);

Т0,5 - значение времени реакции, соответствующее середине этого диапазона. Параметры Рмах Т 0.5, Т 0,5 определяются по кривой вариационного распределения (фиг.1).

Кривая вариационного распределения

Далее полученные значения УФВ вносятся в вышеприведенную формулу

для расчета Кас. Все выше перечисленные расчеты компьютеризированы. 

Примеры:

Испытуемый №1 (6,5 лет): УФВл (правая рука) = 0,305. УФВп (левая рука) = 1,94.

Кас=(0,305-1,94)/(0,305+1,94)·100%=(-1,635/2,245)·100%=-73%. Отрицательный знак указывает на доминирование правого полушария. 

Испытуемый №2 (22 года): УФВл (правая рука) = 6,0, УФВп (левая рука) = 3,9.

Кас=(6,0-3,9)/(6,0+3,9)·100%=(2,1/9,9)·100%=21,2%. 

Положительный знак указывает на доминирование левого полушария. 

Испытуемый №3 (21 год): УФВл (правая рука) =5,6. УФВп (левая рука) = 4,13. 

Кас=(5,6-4,13)/(5,6+4,13)·100%=(1,47/9,73)·100%=15,1%. 

Положительный знак указывает на доминирование левого полушария. 

Преимуществом данного способа заключается в том, что показатель УФВ, рассчитываемый по эмпирически полученной формуле, является интегральным показателем, отражающим возбудимость, тонус головного мозга, устойчивость реагирования, а следовательно, устойчивость макро- и микропроцессов в нервной системе. В то время как показатель среднего времени реагирования - малоинформативный показатель, отражающий только скорость реагирования.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ определения степени межполушарной асимметрии мозга, включающий расчет коэффициента межполушарной асимметрии, отличающийся тем, что в качестве показателя функционального состояния мозга используют уровень функциональных возможностей центральной нервной системы (УФВ ЦНС) при выполнении правой и левой рукой сенсо-моторного теста, который проводят унимануально с паузой не менее 7 мин, а коэффициент межполушарной асимметрии рассчитывают по формуле 

Кас=(УФВл-УФВп)/(УФВл+УФВп)·100%,

где УФВл - уровень функциональных возможностей нервной системы при выполнении сенсомоторного теста правой рукой;

УФВп - уровень функциональных возможностей при выполнении сенсомоторного теста левой рукой.