Изменения ЭЭГ-ритмов и импульсной активности стволовых дофаминергических нейронов кошки при проведении сеансов обратной связи по характеристикам ЭЭГ

Abstract

В хронических опытах на двух бодрствующих кошках исследовали динамику отношения спектральной плотности мощности (СПМ) альфа-ритма/СПМ тета-ритма ЭЭГ, а также импульсную активность дофаминергических (ДА-) нейронов вентрального тегментума во время сеансов обратной связи (ОС) по характеристикам ЭЭГ (ЭЭГ–ОС). Тренинги проводили в рамках методики, аналогичной используемой в сеансах ЭЭГ–ОС для человека. Уровень звукового шумового сигнала, предъявляемого животному, уменьшался при увеличении отношения СПМ альфа-ритма/СПМ тета-ритма ЭЭГ в затылочном отведении. В контрольных реализациях изменения уровня звукового сигнала не зависели от модуляции текущей ЭЭГ. Обнаружено, что животные условнорефлекторно обучались связывать изменения громкости звукового сигнала и мощности ритмов ЭЭГ и управлять последними; высокая громкость звука, очевидно, воспринималась как фактор дискомфорта. Отношение СПМ альфа-ритма/СПМ тета-ритма при проведении сеансов ЭЭГ–ОС изменялось за счет некоторого увеличения СПМ альфа-ритма и заметного снижения СПМ тета-ритма. Параллельно с такими изменениями происходило усиление импульсной активности ДА-нейронов. Обсуждаются возможные механизмы участия церебральной ДА-системы в формировании эффектов сеансов ЭЭГ–ОС.

У хронічних дослідах на двох котах у стані неспання досліджували динаміку відношення спектральної щільності потужності (СЩП) альфа-ритму/СЩП тета-ритму ЕЕГ, а також імпульсну активність дофамінергічних (ДА-) нейронів вентрального тегментума під час сеансів зворотного зв’язку (ЗЗ) за характеристиками ЕЕГ (ЕЕГ–ЗЗ). Тренінги проводили у межах моделі, що була аналогічною використаній у сеансах ЕЕГ–ЗЗ для людини. Рівень звукового шумового сигналу, пред’явленого тварині, зменшувався при збільшенні відношення СЩП альфа-ритму/СЩП тета-ритму в потиличному відведенні. У контрольних реалізаціях зміни рівня звукового сигналу не залежали від модуляції поточної ЕЕГ. Виявлено, що тварини умовнорефлекторно навчалися пов’язувати зміни гучності звукового сигналу із потужністю ритмів ЕЕГ і керувати останніми; висока гучність звуку, очевидно, сприймалась як фактор дискомфорту. Відношення СЩП альфа-ритму/СЩП тета-ритму при проведенні сеансів ЕЕГ–ЗЗ змінювалося за рахунок деякого збільшення СЩП альфа-ритму та помітного зниження СЩП тета-ритму. Паралельно з такими змінами відбувалося посилення імпульсної активності ДА-нейронів. Обговорюються можливі механізми участі церебральної ДА-системи у формуванні ефектів сеансів ЕЕГ–ЗЗ.

We examined the dynamics of the ratios of spectral power densities (SPDs) of the alpha vs theta rhythms (α/θ ratio). of EEG and of the spiking frequency of supposedly dopaminergic (DA) neurons of the ventral tegmentum in the course of neurofeedback sessions directed toward changes in the EEG characteristics. Trainings were performed using techniques analogous to that used in neurofeedback sessions in humans.