Особливості міжрегіональної мозкової взаємодії в зоровій оперативній пам’яті в бійців із черепно-мозковими травмами

Автор(и)

  • Aleksandr Knyr Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • Natalia Filimonova Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0002-5133-3003
  • Mukola Makarchuk Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0002-0982-3463
  • Ihor Zyma Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0003-2310-5609
  • Valentyn Kalnysh Інститут медицини праці імені Ю. І. Кундієва НАМН України https://orcid.org/0000-0002-5033-6659
  • Alisa Cheburkova Київський національний університет імені Тараса Шевченка

DOI:

https://doi.org/10.29038/2617-4723-2018-381-68-76

Ключові слова:

візуальна оперативна пам’ять, ЕЕГ, когерентний аналіз, LORETA, черепно-мозкова травма, соматосенсорна кора

Анотація

Оскільки вербальна пам’ять є більш збереженою при ураженнях головного мозку, ніж візуальна оперативна пам’ять (ВОП), то мета нашої роботи – визначити особливості міжрегіональної взаємодії в головному мозку військовослужбовців ЗСУ, які отримали черепно-мозкові травми (ЧМТ) під час бойових дій на сході України, у подальшому – бійців із ЧМТ, під час тестування візуальної оперативної пам’яті. В обстеженні взяли участь 16 студентів КНУ імені Тараса Шевченка (контрольна група) та 16 бійців із ЧМТ – пацієнтів Інституту медицини праці ім. Ю. І. Кундієва НАМН України. Виявлено, що у тестуванні ВОП час реакції в групі бійців із ЧМТ був значуще більшим, ніж у контрольній групі, хоча значущих відмінностей між відносною кількістю помилок не знайдено. У групі бійців із ЧМТ виявлено міжпівкульний взаємозв’язок у соматосенсорній корі, у той час як у контрольній – виявлено складну фронто-парієтальну систему міжпівкульних взаємозв’язків. При запам’ятовуванні візуальних стимулів у бійців із ЧМТ, замість вищого контролю за процесами кодування, утримання та відновлення інформації з фронтальної кори, контроль за процесами візуальної оперативної пам’яті, можливо, беруть на себе вищі асоціативні зони парієтальної кори, які більшою мірою спираються на пошук і використання як нових, так і знайомих стимулів за їхніми ознаками.

Посилання

1. Baddeley, A. Working memory: looking back and looking forward. Nature Reviews Neuroscience; 2003, 4, pp 829–839. https://doi.org/10.1038/nrn1201
2. Schweizer, K.; Moosbrugger, H. Attention and working memory as predictors of intelligence. Intelligence; 2004, 32(4), pp 329–347. https://doi.org/10.1016/j.intell.2004.06.006
3. Fukuda, K. Quantity, not quality: the relationship between fluid intelligence and working memory capacity. Psychon Bull Rev; 2010, 17(5), pp 673–679. https://doi.org/10.3758/17.5.673
4. Wongupparaj, P.; Kumari, V.; Robin, G. The relation between a multicomponent working memory and intelligence: The roles of central executive and short-term storage functions. Intelligence; 2015, 53, pp 166–180. https://doi.org/10.1016/j.intell.2015.10.007
5. Brewin, C. R.; Beaton, A. Thought suppression, intelligence, and working memory capacity. Behaviour. Research and Therapy; 2002, 40, pp 923–930. https://doi.org/10.1016/s0005-7967(01)00127-9
6. Lauer, J. Neural correlates of visual memory in patients with diffuse axonal injury. Brain Injury; 2017, 31(11), pp 1513–1520. https://doi.org/10.1080/02699052.2017.1341998
7. David, N. K. Effects of severe traumatic brain injury on visual memory. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology; 2000, 22(1), pp 25–39.
8. Kulaichev, A. P. Ob informativnosti kogerentnogo analiza [On the Informative Value of Coherence Analysis]. ZHurnal vysshej nervnoj deyatel'nosti; 2009, 59, c 766–775. (in Russian)
9. Maia.; Pedro, D.; Kutz, J. N. Reaction time impairments in decision-making networks as a diagnostic marker for traumatic brain injuries and neurodegenerative diseases. ComputNeurosci; 2017, 42(3), pp 323–347. https://doi.org/10.1007/s10827-017-0643-y
10. Schroeder, C.; Lakatos, P. Low-frequency neu-ronal oscillations as instruments of sensory selection. Trends in Neurosciences; 2009, 32(1), pp 9–18. https://doi.org/10.1016/j.tins.2008.09.012
11. Bernat, E. Separating cognitive processes with principal components analysis of EEG time-frequency distributions; 2008, 70(74), pp 1–10.
12. Christophel, T. B. The distributed nature of working memory. Trends Cogn Sci; 2017, 21(2), pp 111–124.
13. Zanto, T. P. Causal role of the prefrontal cortex in top-down modulation of visual processing and working memory. Nat Neurosci; 2011, 14(5), pp 656–661. https://doi.org/10.1038/nn.2773
14. Muhle-Karbe, P. S. Co-activation-based parcellation of the lateral prefrontal cortex delineates the inferior frontal junction area. Cereb Cortex; 2016, 26(5), pp 2225–2241. https://doi.org/10.1093/cercor/bhv073
15. Euston, D. R. The role of medial prefrontal cortex in memory and decision-making. Neuon; 2012, 76(6), pp 1057–1070. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2012.12.002
16. Domenech, P.; Koechlin, E. Executive control and decision-making in the prefrontal cortex. Current Opinion in Behavioral Sciences; 2015, 1, pp 101–106. https://doi.org/10.1016/j.cobeha.2014.10.007
17. Takahashi. Dissociation and convergence of the dorsal and ventral visual working memory streams in the human prefrontal cortex. NeuroImage; 2013, 65, pp 488–498. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2012.10.002
18. Hampshire, A. The role of the right inferior frontal gyrus: inhibition and attentional control. Elsevier; 2010, 50, pp 1313–1319. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2009.12.109
19. Kim, Y. K. Changes in network connectivity during motor imagery and execution. PLoSONE; 2018, 13(1), e0190715.
20. Perruchoud, D. Focal dystonia and the sensory-motor integrative loop for enacting (SMILE). Frontiers in human neuroscience; 2014, 8, pp 458–464. https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.00458
21. Avanzino, L. Sensory-motor integration in focal dystonia. Neuropsychologia; 2015, pp 288–300. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2015.07.008
22. Klimesch, W. What does phase information of oscillatory brain activity tell us about cognitive processes? Neuroscience; 2008, pp 344–361. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2008.03.014
23. Sauseng, P. Fronto-parietal EEG coherence in theta and upper alpha reflect central executive functions of working memory. International Journal of Psychophysiology; 2005, 57, pp 97–103. https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2005.03.018
24. Estera, M. K. Theta–gamma coupling during episodic retrieval in the human EEG. Brain research; 2014, 15(77), pp 57–68.
25. Daume, J. Phase-amplitude coupling and long-range phase synchronization reveal frontotemporal interactions during visual working memory. The Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience; 2016, 37(2), pp 313–322. https://doi.org/10.1523/jneurosci.2130-16.2016
26. Park, H. Blocking of irrelevant memories by posterior alpha activity boosts memory encoding. Hum Brain Mapp; 2014, 35, pp 3972–3987. https://doi.org/10.1002/hbm.22452
27. Klimesch, W.; Sausend, P.; Hanslmayr, S. EEG alpha oscillations: The inhibition–timing hypothesis. Elsevier; 2007, 53, pp 63–88. https://doi.org/10.1016/j.brainresrev.2006.06.003
28. Ranganath, C.; D'Esposito, M. Directing the mind's eye: Рrefrontal, inferior and medial temporal mechanisms for visual working memory; 2005, 15(2), pp 175–182. https://doi.org/10.1016/j.conb.2005.03.017
29. Sauseng, P. Control mechanisms in working memory: a possible function of EEG theta oscillations. Neuroscience and Biobehavioral Reviews; 2010, 34, pp 1015–1022. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2009.12.006
30. Shumskaya, E. Abnormal connectivity in the sensorimotor network predicts attention deficits in traumatic brain injury; 2017, 235(3), pp 799–807. https://doi.org/10.1007/s00221-016-4841-z
31. Rigon, A. Is traumatic brain injury associated with reduced inter-hemispheric functional connectivity? A study of large-scale resting state networks following. Traumatic Brain Injury. Journal of neurotrauma; 2016, 33, pp 977–989.
https://doi.org/10.1089/neu.2014.3847
32. O'Neil, T. G. Applications of resting state functional mr imaging to traumatic brain injury. Neuroimaging Clin N A; 2017, 27(4) pp 685–696.
33. Woodman, G. F.; Vecera, S. P.; Luck, S. J. Perceptual organization influences visual working memory. Psychon Bull Rev; 2003, 10(1), pp 80–87. https://doi.org/10.3758/bf03196470
34. Slotnick, S. D.; Schacter, D. L. The nature of memory related activity in early visual areas. Neuropsychologia; 2006, 44(14), pp 2874–2886. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2006.06.021
35. Ernst, M.; Pauius, M. P.Choiceselection and reward anticipation: an fMRI study. Neuropsychologia; 2005, 42, pp 1585–1597.
36. Gerlacha, C. Law Brain activity related to integrative processes in visual object recognition: bottom-up integration and the modulatory influence of stored knowledge. Neuropsychologia; 2002, 40, pp 1254–1267. https://doi.org/10.1016/s0028-3932(01)00222-6
37. Chou, T. L. Developmental and skill effects on the neural correlates of semantic processing to visually presented words. Human brain mapping; 2006, 27(11), pp 915–924. https://doi.org/10.1002/hbm.20231
38. Adrian, W. A parietal memory network revealed by multiple MRI methods. Trends in Cognitive Sciences; 2015, 19(9), pp 534–543. https://doi.org/10.1016/j.tics.2015.07.004
39. Alers, A. M. Shared representations for working memory and mental imagery in early visual cortex. Current Biology; 2013, 23(15), pp 1427–1431. https://doi.org/10.1016/j.cub.2013.05.065
40. Prabhakaran, V. Integration of diverse information in working memory within the frontal lobe. Nat Neurosci; 2000, 3(1), pp 85–90. https://doi.org/10.1038/71156

Завантаження

Опубліковано

2018-12-26

Як цитувати

Особливості міжрегіональної мозкової взаємодії в зоровій оперативній пам’яті в бійців із черепно-мозковими травмами. (2018). Нотатки сучасної біології, 8(381), 68-76. https://doi.org/10.29038/2617-4723-2018-381-68-76