Влияние недостатка ночного сна на когнитивную установку по показателям взаимодействия ритмов ЭЭГ

Цель исследования - изучение влияния продолжительности ночного сна на выполнение когнитивной установки по показателю взаимодействия ритмов ЭЭГ. На 120 испытуемых (возраст от 18 до 21 лет; 17 человек с кратковременным ночным сном и 15 с полноценным сном) изучалась взаимосвязь 5 ритмов: бета-1, бета-2, гамма, альфа и тета-ритмов ЭЭГ во время формирования и тестирования когнитивной установки. Регистрировалась многоканальная ЭЭГ. Оценка ЭЭГ осуществлялась путем непрерывного вейвлет-преобразования на основе "материнского” комплексного Morlet-вейвлета в диапазоне 1-35 Гц. Анализировали карты распределения значений модуля коэффициента вейвлет-преобразования, которые отражали амплитудные изменения потенциалов. Мерой, оценивающей взаимодействие ритмов ЭЭГ, являлся коэффициент корреляции Пирсона. На стадии формирования установки испытуемые с кратковременным ночным сном продемонстрировали практически все изучаемые связи ритмов ЭЭГ (8 пар). Студенты с полноценным ночным сном показали существенно меньшее количество достоверных связей пар ритмов: альфа-бета-1, альфа-гамма и бета-2-гамма. На стадии тестирования когнитивной установки студенты с кратковременным ночным сном продемонстрировали достоверные связи трех пар: альфа-бета-1, бета-1-гамма и бета-2-гамма. У хорошо выспавшихся студентов отмечен рост числа достоверных связей (6 пар) по отношению к стадии формирования когнитивной установки за счет прибавления связей ритмов с тета-ритмом. Полученные данные могут свидетельствовать о том, что таламо-кортикальное и кортико-гиппокампальное структурно-функциональные объединения работают по-разному в этих группах испытуемых.

The aim of the study is investigation of nighttime sleep effect on the performance of a cognitive setting in terms of the coupling of EEG rhythms. The coupling of 5 rhythm: beta-1, beta-2, gamma, alpha and theta rhythms of EEG during short-term night sleep and 15 with a full night sleep). Multi-channel EEG was recorded. EEG evaluation was carried out by continuous wavelet transform based on the "mother” complex Morlet wavelet in the range of 1-35 Hz. Maps of the distribution of the values of the modulus of the wavelet transformation coefficient, which reflect amplitude changes of the potentials were analyzed. The Pearson correlation coefficient was a measure evaluating the coupling of EEG rhythms. The subjects with a short night's sleep showed almost all of the relations of EEG rhythms (8 couples) during the formation stage of presentation. Students with a full night's sleep showed statistically significant coupling of the following pairs of rhythms: alpha-beta-1, alpha-gamma and beta-2-gamma. Students with short-term night sleep demonstrated the 3 significant couples: alpha-beta-1, beta-1-gamma and beta-2-gamma during the testing stage. Well-slept students showed an increase in the number of connections (6 couples) in relation to the stage of formation of the set due to the addition of connections with the theta rhythm. The obtained data could indicate that the thalamo-cortical and cortico-hippocampal structural-functional associations work differently in the groups of subjects.