Влияние систематической холодовой нагрузки на спектральные характеристики тета- и альфа-ритмов ЭЭГ курсантов военного вуза

В настоящем исследовании рассмотрены особенности спектральных характеристик ЭЭГ в альфа- и тета-диапазонах у курсантов военного вуза, проходящих специальную подготовку по повышению холодовой устойчивости (закаливание). Целью работы было изучить влияние поэтапного воздействия дозированных низкотемпературных нагрузок (закаливания) курсантов военного вуза на спектральные характеристики ЭЭГ в альфа- и тета-диапазоне. Исследованы студенты гражданского вуза и курсанты военного вуза (всего 58 человек). Курсанты проходили специальную программу повышения холодовой устойчивости (закаливания). Регистрировали фоновую запись ЭЭГ в альфа- и тета-диапазонах. Статистическую обработку проводили методами непараметрического сравнения по критерию Манна–Уитни. Получены результаты, свидетельствующие о достоверных отличиях группы курсантов-иностранцев от контроля по спектральным показателям альфа- и тета-ритмов. Программа закаливания была эффективна в группе курсантов-россиян, что отразилось на стабильности церебрального гомеостаза при некоторой степени неустойчивости нейродинамических процессов в ЦНС. У курсантов-иностранцев систематические холодовые тренировки привели к выраженной дезинтеграции корково-подкорковых и внутрикортикальных взаимоотношений, а также формированию двухъядерной альфа-тета-структуры фоновой ЭЭГ.

1. Горбунов М. М., Коршунова Н. В., Юречко О. В. Основные физиологические механизмы и адаптивные реакции при закаливании организма в условиях холодного климата. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2020; 77: 107–16. DOI: 10.36604/1998-5029-2020-77-107-116.

2. Геда С. М., Торшин В. И., Северин А. Е., Мансур Н. Эффекты локального охлаждения кисти руки у уроженцев жарких климатических регионов на терморегуляцию и параметры ритмограммы. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. 2014; 2: 5–11.

3. Соколова Ю. А. Формирование социокультурной адаптации иностранных студентов в рамках практико-ориентированного проекта «Мы в России». Вестник Томского государственного педагогического университета. 2019; 204 (7): 130–9.

4. Гуляев С. А. Исследование зрительного гнозиса с помощью анализа ЭЭГ-микросостояний. Медицина экстремальных ситуаций. 2022; 24 (3): 19–26. DOI: 10.47183/mes.2022.024.

5. Гуляев С. А., Ханухова Л. М., Гармаш А. А. Нейрофизиологический метод исследования изменения активности сети пассивной работы головного мозга. Медицина экстремальных ситуаций. 2023; 25 (2): 69–76. DOI: 10.47183/mes.2023.009.

6. Гуляев С. А., Ханухова Л. М., Гармаш А. А. Особенности биоэлектрической активности ретросплениальной коры головного мозга. Медицина экстремальных ситуаций. 2023; 3: 129–36. DOI: 10.47183/mes.2023.028.

7. Кривоногова Е. В., Демин Д. Б., Кривоногова О. В., Поскотинова Л. В. Варианты изменения показателей сердечно-сосудистой системы и биоэлектрической активности головного мозга в ответ на холод у молодых людей. Экология человека. 2020; 11: 20–6. DOI: 10.33396/1728-0869-2020-11-20-26.

8. Сороко С. И., Бекшаев С. С., Рожков В. П. ЭЭГ корреляты генофенотипических особенностей возрастного развития мозга у детей аборигенного и пришлого населения северо-востока России. Российский физиологический журнал И. М. Сеченова. 2012; 98 (1): 3–26.

9. Грибанов А. В., Джос Ю. С, Рысина Н. Н. Изменения параметров биоэлектрической активности головного мозга у школьников-северян 16–17 лет в различных условиях естественной освещенности. Экология человека. 2013; 6: 42–8.

10. Rho G, Callara AL, Bernardi G, Scilingo EP, Greco A. EEG cortical activity and connectivity correlates of early sympathetic response during cold pressor test. Scientific Reports. 2023; 13 (1): 1338. DOI: 10.1038/s41598-023-27480-z.

11. Tiago-Costa E, Quelhas-Costa E, Santos-Baptista J. Changes in EEG amplitude (Alpha and Beta waves) with Thermal environment. Dyna (Medellin, Colombia). 2016; 83 (197): 87–93. DOI: 10.15446/dyna.v83n197.57590.

12. Tayeb Z, Dragomir A, Lee JH, Abbasi NI, Dean E, Bandla A, et al. Distinct spatio-temporal and spectral brain patterns for different thermal stimuli perception. Scientific Reports. 2022; 12 (1): 919.

13. Дейков И. А., Володин В. Н. Значение развития холодовой устойчивости для курсантов инженерного вуза. В сборнике: Стратегия формирования здорового образа жизни населения: экосистемный подход. Материалы XXI Международной научно-практической конференции, посвященной памяти д. п. н., профессора В. Н. Зуева; 9–10 ноября 2023 г.; Тюмень, 2023: 543–6.

14. Фишер Т. А., Бобрешова С. С., Яковлев Д. С., Володин В. Н., Сабиров А. Н., авторы. Способ повышения индивидуальных адаптационных возможностей организма в развитии холодовой устойчивости. Патент РФ №2801957. 21.08.2023.

15. Жирмунская Е. А., Лосев В. С. Системы описания и классификация электроэнцефалограмм человека. М.: Наука, 1984; 79 с.

16. Дёмин Д. Б. Мозговая активность у подростков с различным уровнем риска интернет-зависимости. Экология человека. 2021; 6: 21–7. DOI: 10.33396/1728-0869-2021-6-21-27.

17. Толстогузов С. Н., Фишер Т. А. Особенности биоэлектрической активности головного мозга студентов-мужчин 18–22 лет с интернет-зависимостью. Экология человека. 2023; 30 (8): 601–10. DOI: 10.17816/humeco568123.

18. Муртазина Е. П., Гинзбург-Шик Ю. А. Спектральные характеристики тета- и альфа-ритмов ЭЭГ в покое у групп испытуемых с различной результативностью совместной деятельности в диадах. Журнал высшей нервной деятельности имени И. П. Павлова. 2023; 73 (1): 24–37. DOI: 10.31857/S0044467723010112.

19. Al-Ezzi A, Kamel N, Faye I, Gunaseli E. Review of EEG, ERP, and Brain Connectivity Estimators as Predictive Biomarkers of Social Anxiety Disorder. Frontiers in Psychology. 2020; 11: 730. DOI: 10.3389/fpsyg.2020.00730.

20. Palacios-García I, Silva J, Villena-González M, Campos-Arteaga G, Artigas-Vergara C, Luarte N, et al. Increase in Beta Power Reflects Attentional Top-Down Modulation After Psychosocial Stress Induction. Frontiers in Human Neuroscience. 2021; 15: 630813. DOI: 10.3389/fnhum.2021.630813.

21. Дёмин Д. Б. Значимость уровня гипотермии в нейрофизиологических реакциях организма человека на экспериментальное общее охлаждение. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020; 54 (5): 57–64. DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-5-57-64.

22. Guo CC, Sturm VE, Zhou J, Gennatas ED, Trujillo AJ, Hua AY, et al. Dominant hemisphere lateralization of cortical parasympathetic control as revealed by frontotemporal dementia. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2016; 113 (17): E2430– 9. DOI: 10.1073/pnas.1509184113.

23. Кривоногова Е. В., Кривоногова О. В., Поскотинова Л. В. Изменение ЭЭГ-ритмов и вариабельности ритма сердца в ответ на холод в зависимости от параметров произвольного внимания у молодых людей. Экспериментальная психология. 2022; 15 (1): 56–71. DOI: 10.17759/exppsy.2022150104.

24. Palmiero M, Piccardi L. Frontal EEG Asymmetry of Mood: A MiniReview. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2017; 11: 1–8. DOI: 10.3389/fnbeh.2017.00224.

25. Smith EE, Reznik SJ, Stewart JL, Allen JJB. Assessing and conceptualizing frontal EEG asymmetry: An updated primer on recording, processing, analyzing, and interpreting frontal alpha asymmetry. International Journal of Psychophysiology. 2017; 111: 98–114. DOI: 10.1016/j.ijpsycho.2016.11.005.

26. Пашков А. А., Дахтин И. С., Харисова Н. С. Электроэнцефалографические биомаркеры экспериментально индуцированного стресса. Вестник ЮУрГУ. Серия «Психология». 2017; 10 (4): 68–82. DOI: 10.14529/psy170407.

27. Putman P, Verkuil B, Arias-Garcia E, Pantazi I, van Schie C. EEG theta/beta ratio as a potential biomarker for attentional control and resilience against deleterious effects of stress on attention. Cognitive, Affective and Behavioral Neuroscience. 2014; 14: 782– 91. DOI: 10.3758/s13415-013-0238-7.

28. Святогор И. А., Моховикова И. А., Бекшаев С. С., Ноздрачев А. Д. Оценка нейрофизиологических механизмов дезадаптационных расстройств по паттернам ЭЭГ. Журнал высшей нервной деятельности имени И. П. Павлова. 2005; 55 (2): 178–88.

29. Сороко С. И., Бекшаев С. С., Сидоров Ю. А. Основные типы механизмов саморегуляции мозга. Л.: Наука, 1990; 152 с.

30. Бехтерева Н. П. Здоровый и больной мозг человека. Л.: Наука, 1980; 262 с.