Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54659 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика Solving the inverse EEG problem and integral power estimation in the resting rhythm analysis probleme Решение обратной задачи ЭЭГ и интегральная оценка мощности в задаче анализа ритмов покоя Охрименко Г С Okhrimenko G S galina-oxp@mail.ru Каримова Е Д Karimova E D Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова ru Lomonosov Moscow State University ru Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН ru Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of the RAS ru 25 09 2021 25 09 2021 6 3 371 376 20 09 2021 20 09 2021 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54659/view

Современное общество уделяет много времени потреблению различного рода медиаматериала, что не может не влиять на функциональное состояние головного мозга. Психологи и нейрофизиологи отмечают важность и необходимость нахождения в состоянии спокойного бодрствования - расслабленное физическое и умственное состояние, в котором человек не сосредоточен ни на чём конкретном. В данной работе рассматриваются изменения интенсивности и локализации ритмов спокойного бодрствования электроэнцефалограммы (тета, альфа и бета) после восприятия информационно-развлекательного видеоконтента и пассивного созерцания природы. С каждым из 16 испытуемых проводилось два эксперимента в разные дни (просмотр развлекательного видеоматериала и видеоряда природы). До и после сессий была произведена запись ЭЭГ в состоянии покоя при открытых и закрытых глазах. Решение обратной задачи ЭЭГ и поиск распределённых источников активности ритмов были реализованы с помощью метода standard low resolution tomography (sLORETA), определение спектральной мощности ритмов ЭЭГ до и после восприятия выполнялся методом быстрого преобразования Фурье. После активного восприятия информационного наполненного контента, интенсивность генераторов альфа-ритма повышалась, а после пассивного созерцания природы - снижалась. Наблюдалась разнонаправленная динамика в двух сессиях в бета-1 и бета-2 диапазонах частот. Распределение и динамика тета-ритма не отличались после активной и пассивной сессии. Проведение статического анализа мощностных характеристик позволило получить следующие результаты: наблюдалось повышение спектральной мощности альфа-ритма после активной сессии с открытыми и закрытыми глазами, а также повышение мощности бета1-ритма после активной сессии в пробе с открытыми глазами.

Modern society devotes a lot of time to the consumption of various kinds of media materials, which cannot but affect the functional state of the brain. Psychologists and neurophysiologists outline the significance and necessity of being in a state of calm wakefulness which is a relaxed physical and mental state when a person is not focused on anything specific. This paper examines the changes in the intensity and localization of the rhythms of calm wakefulness of the electroencephalogram (theta, alpha and beta) after the perception of informative and entertainment video content and passive contemplation of nature. Two experiments were carried out on each of the 16 participants on different days (viewing entertainment video material and a video series of nature). The EEG was recorded at rest with the participants' open and closed eyes before and after the sessions. The solution to the inverse EEG problem and the search for distributed activity sources were implemented using the standard low resolution tomography (sLORETA) method; the determination of the EEG spectral power before and after perception was performed by the Fast Fourier Transform method. After active perception of information-filled content, the intensity of alpha-rhythm generators increased, and after passive contemplation of nature it, conversely, decreased. Multidirectional dynamics was observed in two sessions in the beta-1 and beta-2 frequency ranges. The distribution and dynamics of the theta rhythm did not differ after the active and passive sessions. The statistical analysis of the power characteristics enabled us to obtain the following results: an increase in the spectral power of the alpha rhythm was observed after an active session with the participants' open and closed eyes, as well as an increase in the power of the beta1 rhythm was noted after an active session in the sample with their open eyes.

 ЭЭГ ритмы покоя медиа функциональное состояние EEG rest rhythms media functional state

Белозерова Ю.М. Опыт применения медиатехнологий, виртуальной и дополненной реальности в формировании профессиональных компетенций сотрудников организаций сферы услуг. Цифровое общество как культурно-исторический контекст развития человека: сборник научных статей. Под общ. ред. Р.В. Ершовой. Коломна: Государственный социально-гуманитарный университет, 2020, с. 41-43. @@Belozerova Yu.M. Experience in the use of media technologies, virtual and augmented reality in the formation of professional competencies of employees of service organizations. Digital society as a cultural and historical context of human development: a collection of scientific articles. Under the general ed. of R.V. Ershova. Kolomna: State Social and Humanitarian University, 2020, pp. 41-43. (In Russ.) Belozerova Yu.M. Opyt primeneniya mediatehnologiy, virtual'noy i dopolnennoy real'nosti v formirovanii professional'nyh kompetenciy sotrudnikov organizaciy sfery uslug. Cifrovoe obschestvo kak kul'turno-istoricheskiy kontekst razvitiya cheloveka: sbornik nauchnyh statey. Pod obsch. red. R.V. Ershovoy. Kolomna: Gosudarstvennyy social'no-gumanitarnyy universitet, 2020, s. 41-43. @@Belozerova Yu.M. Experience in the use of media technologies, virtual and augmented reality in the formation of professional competencies of employees of service organizations. Digital society as a cultural and historical context of human development: a collection of scientific articles. Under the general ed. of R.V. Ershova. Kolomna: State Social and Humanitarian University, 2020, pp. 41-43. (In Russ.) Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Введение в психофизиологию: учебное пособие по курсу: "Общая и возрастная психофизиология". М.: Московский психолого-социальный институт. Флинта, 1997, 240 с. @@Maryutina T.M., Ermolaev O.Yu.Introduction to psychophysiology: a textbook for the course: "General and age-related psychophysiology ". M.: Moscow Psychological and Social Institute. Flinta, 1997, 240 p. (In Russ.) Maryutina T.M., Ermolaev O.Yu. Vvedenie v psihofiziologiyu: uchebnoe posobie po kursu: "Obschaya i vozrastnaya psihofiziologiya". M.: Moskovskiy psihologo-social'nyy institut. Flinta, 1997, 240 s. @@Maryutina T.M., Ermolaev O.Yu.Introduction to psychophysiology: a textbook for the course: "General and age-related psychophysiology ". M.: Moscow Psychological and Social Institute. Flinta, 1997, 240 p. (In Russ.) Greicius M.D., Krasnow B., Reiss A.L., Menon V. Functional connectivity in the resting brain: a network analysis of the default mode hypothesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2003, vol. 100, no. 1, pp. 253-258. doi: 10.1073/pnas.0135058100 Greicius M.D., Krasnow B., Reiss A.L., Menon V. Functional connectivity in the resting brain: a network analysis of the default mode hypothesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2003, vol. 100, no. 1, pp. 253-258. doi: 10.1073/pnas.0135058100 Gusnard D.A., Raichle M.E., Raichle M.E. Searching for a baseline: functional imaging and the resting human brain. Nature reviews. Neuroscience, 2001, vol. 2, no. 10, pp. 685-694. doi:10.1038/35094500 Gusnard D.A., Raichle M.E., Raichle M.E. Searching for a baseline: functional imaging and the resting human brain. Nature reviews. Neuroscience, 2001, vol. 2, no. 10, pp. 685-694. doi:10.1038/35094500 Mason M.F., Norton M.I., Van Horn J.D., Wegner D.M., Grafton S.T., Macrae C.N. Wandering minds: the default network and stimulus-independent thought. Science, 2007, vol. 315, no. 5810, pp. 393-395. doi: 10.1126/science.1131295 Mason M.F., Norton M.I., Van Horn J.D., Wegner D.M., Grafton S.T., Macrae C.N. Wandering minds: the default network and stimulus-independent thought. Science, 2007, vol. 315, no. 5810, pp. 393-395. doi: 10.1126/science.1131295 Greicius M.D., Srivastava G., Reiss A.L., Menon V. Default-mode network activity distinguishes Alzheimer's disease from healthy aging: evidence from functional MRI. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2004, vol. 101, no. 13, pp. 4637-4642. doi: 10.1073/pnas.0308627101 Greicius M.D., Srivastava G., Reiss A.L., Menon V. Default-mode network activity distinguishes Alzheimer's disease from healthy aging: evidence from functional MRI. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2004, vol. 101, no. 13, pp. 4637-4642. doi: 10.1073/pnas.0308627101 Lowe M.J., Beall E.B., Sakaie K.E., Koenig K.A., Stone L., Marrie R.A., Phillips M.D. Resting state sensorimotor functional connectivity in multiple sclerosis inversely correlates with transcallosal motor pathway transverse diffusivity. Human brain mapping, 2007, vol. 29, no. 7, pp. 818-827. doi: 10.1002/hbm.20576 Lowe M.J., Beall E.B., Sakaie K.E., Koenig K.A., Stone L., Marrie R.A., Phillips M.D. Resting state sensorimotor functional connectivity in multiple sclerosis inversely correlates with transcallosal motor pathway transverse diffusivity. Human brain mapping, 2007, vol. 29, no. 7, pp. 818-827. doi: 10.1002/hbm.20576 Bluhm R.L, Miller J., Lanius R.A., Osuch E.A., Boksman K., Neufeld R.W., Theberge J., Schaefer B., Williamson P. Spontaneous low-frequency fluctuations in the BOLD signal in schizophrenic patients: anomalies in the default network. Schizophrenia bulletin, 2007, vol. 33, no. 4, pp. 1004-1012. doi: 10.1093/schbul/sbm052 Bluhm R.L, Miller J., Lanius R.A., Osuch E.A., Boksman K., Neufeld R.W., Theberge J., Schaefer B., Williamson P. Spontaneous low-frequency fluctuations in the BOLD signal in schizophrenic patients: anomalies in the default network. Schizophrenia bulletin, 2007, vol. 33, no. 4, pp. 1004-1012. doi: 10.1093/schbul/sbm052 Pascual-Marqui R.D. Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): technical details. Methods and findings in experimental and clinical pharmacology, 2002, vol. 24, Suppl D, pp. 5-12. Pascual-Marqui R.D. Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): technical details. Methods and findings in experimental and clinical pharmacology, 2002, vol. 24, Suppl D, pp. 5-12. Fuchs M., Kastner J., Wagner M., Hawes S., Ebersole J.S. A standardized boundary element method volume conductor model. Clinical neurophysiology: official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 2002, vol. 113, no. 5, pp. 702-12. doi: 10.1016/s1388-2457(02)00030-5 Fuchs M., Kastner J., Wagner M., Hawes S., Ebersole J.S. A standardized boundary element method volume conductor model. Clinical neurophysiology: official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 2002, vol. 113, no. 5, pp. 702-12. doi: 10.1016/s1388-2457(02)00030-5 Jurcak V., Tsuzuki D., Dan I. 10/20, 10/10, and 10/5 systems revisited: Their validity as relative head-surface-based positioning systems. Neuroimage, 2007, vol. 34, no. 4, pp. 1600-1611. doi: 10.1016/j.neuroimage.2006.09.024 Jurcak V., Tsuzuki D., Dan I. 10/20, 10/10, and 10/5 systems revisited: Their validity as relative head-surface-based positioning systems. Neuroimage, 2007, vol. 34, no. 4, pp. 1600-1611. doi: 10.1016/j.neuroimage.2006.09.024