БИОФИЗИКА, 2022, том 67, № 2, с. 354-361

БИОФИЗИКА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

УДК 612.821:612.822.3

РЕЗОНАНСНОЕ СКАНИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ

ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММЫ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЗРЕЛОСТИ

КОРКОВОЙ РИТМИКИ У МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ

*Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 603950, Нижний Новгород, просп. Гагарина, 23

**Институт биофизики клетки РАН - обособленное подразделение ФИЦ «Пущинский научный центр биологических

исследований РАН», 142290, Пущино, Московской области, ул. Институтская, 3

E-mail: fedotchev@mail.ru

Поступила в редакцию 31.01.2022 г.

После доработки 31.01.2022 г.

Принята к публикации 02.02.2022 г.

Экспериментально тестируется возможность оценки уровней активности резонансных и адаптаци-

онных механизмов и механизмов нейропластичности у школьников семи-восьми лет путем резо-

нансного сканирования и анализа электроэнцефалограммы. При ритмической фотостимуляции с

увеличивающейся от 4 до 15 Гц частотой у каждого школьника оценивали наличие электроэнцефа-

лограммных реакций усвоения ритма (резонанс на частоте стимуляции) и реакций мультипликации

ритма (резонанс на кратных частотах), а также сформированность и устойчивость альфа-диапазона

электроэнцефалограммы. Предложен индекс зрелости корковой ритмики как индивидуальная сум-

ма этих признаков. Установлено, что между индексом зрелости корковой ритмики и уровнем вы-

полнения теста Тулуз-Пьерона, оценивающим когнитивные и исполнительские функции ребенка,

существует тесная взаимосвязь. Эти показатели достоверно отличались от контроля у групп школь-

ников, демонстрирующих отклонения от нормы и признаки школьной дезадаптации. Полученные

данные свидетельствуют, что индекс зрелости корковой ритмики может служить маркером готов-

ности ребенка к обучению в школе.

Ключевые слова: резонансное сканирование, электроэнцефалограмма, зрелость корковой ритмики, го-

товность детей к обучению, школьная дезадаптация, когнитивные и исполнительские функции.

DOI: 10.31857/S0006302922020181

ющейся частотой уже исследован. Так, показано,

Прием резонансного сканирования заключа-

что конкретные параметры резонансных ЭЭГ-

ется в динамическом спектральном анализе элек-

эффектов проявляют высокую стабильность у

троэнцефалограммы (ЭЭГ) при предъявлении

каждого индивида [5]. В то же время они демон-

человеку ритмических световых стимулов с по-

стрируют значительное варьирование от человека

степенно возрастающей частотой в диапазоне ос-

к человеку [6, 7], отражая индивидуальное соот-

новных ритмов ЭЭГ [1]. Данный подход позволя-

ношение уровней активности резонансных и

ет выявлять частотные компоненты в спектре

адаптационных механизмов центральной нерв-

ЭЭГ, характерные и значимые для данного испы-

ной системы (ЦНС) и механизмов нейропластич-

туемого [2]. Выявляя тонко настроенные осцил-

ности [8, 9].

ляторы в индивидуальных спектрах ЭЭГ, метод

позволяет использовать их в процедурах ЭЭГ-

Перечисленные данные позволяют предполо-

синхронизированной сенсорной стимуляции для

жить, что закономерности проявления резонанс-

нефармакологической регуляции функциональ-

ных ЭЭГ-реакций на фотостимуляцию с часто-

ных состояний организма [3, 4].

той, изменяющейся в пределах основных ритмов

электрической активности мозга, могут быть ис-

К настоящему времени ряд закономерностей

пользованы в качестве маркера сформированно-

проявления резонансных ЭЭГ реакций человека

сти базовых механизмов деятельности ЦНС у от-

на ритмические световые воздействия с изменя-

дельных категорий испытуемых. В частности, ре-

зультаты резонансного сканирования и анализа

Сокращения: ЭЭГ - электроэнцефалограммa, ЦНС - цен-

тральная нервная система, СДВГ - синдром дефицита

ЭЭГ могут способствовать решению таких акту-

внимания с гиперактивностью.

альных проблем современной науки и образова-

354

РЕЗОНАНСНОЕ СКАНИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ

355

ния, как определение готовности детей к школь-

низкому, среднему и высокому уровню выполне-

ному обучению [10] и выяснение причин школь-

ния теста на основании известных возрастных

ной дезадаптации у учащихся младших классов

норм скорости и точности его выполнения [13].

[11].

ЭЭГ-исследование осуществляли при помощи

Проверка данного предположения осуществ-

электроэнцефалографа-анализатора ЭЭГА-21-26

лена в ходе выполнения социального проекта

«Энцефалан-131-03» компании

«Медиком-

«Здоровое будущее», который реализуется в Ниж-

МТД» (Таганрог, Россия). Запись вели от 16 элек-

нем Новгороде и предполагает междисциплинар-

тродов, расположенных по стандартной схеме

ное взаимодействие клиницистов, психофизио-

«10-20» с референтными электродами на мочках

логов, школьных психологов и педагогов при

ушей и электродом заземления в вертексе. Часто-

комплексном мониторинге учащихся начальных

та дискретизации - 250 Гц. Использовали следу-

классов, демонстрирующих трудности в обуче-

ющие параметры фильтрации исходного сигнала:

нии и признаки школьной дезадаптации [12]. В

частота среза фильтра верхних частот - 0.5 Гц, ча-

ходе клинических исследований у этих детей бы-

стота среза фильтра нижних частот - 70 Гц, ре-

ли диагностированы разнообразные отклонения

жекторный фильтр на частоте сети - 50 Гц. Экс-

от нормы, включая органическую задержку моз-

пертная оценка ЭЭГ проводилась опытным спе-

гового развития (энцефалопатии), синдром де-

циалистом и состояла в определении наличия

фицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и

реакций усвоения ритма фотостимуляции (резо-

тревожное расстройство. В качестве контроля к

нансных ЭЭГ-реакций на частоте стимуляции),

обследованиям привлекались школьники того же

наличия нелинейных реакций на кратных часто-

возраста без отклонений от нормы, которые не

тах или реакций мультипликации (резонансных

демонстрировали трудности в обучении и при-

ЭЭГ-реакций на частоте гармоник), а также в

знаки школьной дезадаптации.

оценке сформированности и устойчивости аль-

Задача исследования заключалась в сопостав-

фа-диапазона ЭЭГ. При количественном анализе

лении результатов резонансного сканирования

ЭЭГ использовали метод дискретного преобразо-

ЭЭГ у школьников семи-восьми лет, испытываю-

вания Фурье для определения выраженности

щих и не испытывающих трудности в обучении,

ЭЭГ в следующих частотных диапазонах: тета (4-

для определения зрелости системных механизмов

8 Гц), альфа (8-13 Гц), бета (13-21 Гц), а также

деятельности мозга у младших школьников и

для определения пиковой частоты альфа-ритма.

уточнения причин школьной дезадаптации.

В процессе резонансного сканирования фото-

стимуляцию осуществляли с помощью красных

светодиодов с длиной волны 650 нм, вмонтиро-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ванных в очки со светонепроницаемыми линза-

Испытуемые. В исследовании приняли участие

ми. Световые стимулы с мощностью, не превы-

65 учащихся младших классов в возрасте семи-

шающей 100 мкВт, подавали на светодиоды че-

восьми лет. 45 школьников были направлены на

рез усилитель от компьютера, управляющего

обследования по согласованию с клиницистами,

стимуляцией по специальной программе. Она

школьными психологами и родителями в связи с

предусматривала предъявление серии вспышек

трудностями обучения и постановкой предвари-

со ступенчато нарастающей частотой в диапазоне

тельного диагноза (энцефалопатии - 12 случаев,

от 4.0 до 15.0 Гц с шагом 0.25 Гц. Продолжитель-

СДВГ - 25 случаев, тревожное расстройство -

ность стимуляции на каждом шаге с фиксиро-

8 случаев), а 20 школьников составили контроль-

ванной частотой составляла 5 с, а общая про-

ную группу без признаков отклонений от нормы

должительность фотостимуляции - 220 с.

и школьной дезадаптации.

Статистическую обработку результатов прово-

Схема исследования. Каждое обследование ре-

дили с помощью пакета программ «Сигма-Плот

бенка состояло из нескольких этапов, включая

11.0». После оценки нормальности распределения

выполнение корректурной пробы, стандартное

с помощью критерия Шапиро-Уилка вычисляли

ЭЭГ-исследование и проведение резонансного

средние для групп значения показателей (М) и

сканирования.

стандартные ошибки (m). Для определения уров-

Корректурную пробу выполняли в компью-

ней значимости различий P каждого группового

терном варианте, известном как тест Тулуз-Пье-

показателя с контролем использовали непарамет-

рона, который состоял в дифференцировании

рический критерий знаковых рангов для малых

стимулов, близких по форме и содержанию, при

выборок Вилкоксона-Манна-Уитни (Mann-

установке на максимальную скорость и точность.

Whitney Rank Sum Test). Оценку уровней значи-

Выполнение теста представляет собой интенсив-

мости сдвигов (со знаком) показателей при воз-

ную когнитивную нагрузку, требующую постоян-

действии относительно фона осуществляли с по-

ного напряжения внимания. Каждому ребенку

мощью парного t-критерия Стьюдента. Различия

присваивается балл от 0 до 2, соответствующий

считались статистически значимыми при p ≤ 0,05.

БИОФИЗИКА том 67

№ 2

2022

356

САВЧУК и др.

Рис. 1. Динамика спектров ЭЭГ (а) и стимуляции (б) в ходе обследования испытуемого № 310. По оси абсцисс - частота

спектра, Гц; по оси ординат - время эксперимента, с. Ось Z - спектральная плотность, отраженная интенсивностью

окраски.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

мика с наличием каждого из трех анализируемых

признаков ЭЭГ (усвоение ритма, мультиплика-

Индивидуальные особенности изменений

ция и устойчивость альфа-диапазона) регистри-

ЭЭГ в ходе резонансного сканирования анализи-

руется не у всех испытуемых. У части обследуе-

ровали путем последовательного вычисления

мых резонансные ЭЭГ-реакции в ответ на фото-

спектров ЭЭГ и спектров стимуляции по ходу

стимуляцию не отмечались, а доминирующим

каждого обследования, что позволяло наглядно

являлся не альфа-, а тета-диапазон ЭЭГ. Типич-

сопоставлять их динамики. Ниже представлен ти-

ный пример динамики спектров ЭЭГ с отсутстви-

пичный пример такой спектральной динамики

ем резонансных ЭЭГ-реакций и несформирован-

для одного из испытуемых (рис. 1).

ным альфа-диапазоном представлен на рис. 2.

На рис. 1 можно видеть, что уже при первых

На рис. 2 можно видеть, что каких-либо зако-

световых воздействиях и по мере увеличения их

номерных перестроек в спектре ЭЭГ с увеличени-

частоты в спектрах ЭЭГ наблюдаются резонанс-

ем частоты фотостимуляции не происходит, а ло-

ные спектральные пики, точно совпадающие по

кальные пики на спектральных кривых регулярно

частоте с действующей в данный момент часто-

отмечаются в диапазоне тета-ритма ЭЭГ.

той стимуляции. Кроме того, резонансные спек-

тральные пики наблюдаются также на частоте

В результате экспертного анализа ЭЭГ для

второй гармоники стимуляции. Эти спектраль-

всех групп испытуемых была установлена частота

ные пики образуют на левой части рисунка на-

встречаемости каждого признака ЭЭГ и проведе-

клонные прямые линии, отражающие резонанс-

на оценка отличия соответствующих величин от

ную активацию ЭЭГ на частоте стимуляции и ее

контроля (табл. 1).

гармоники. Можно также видеть, что у данного

Данные табл. 1 показывают, что в контрольной

испытуемого альфа-диапазон ЭЭГ сформирован,

группе регистрируется максимальная встречае-

а альфа-пик устойчиво регистрируется на частоте

мость каждого из трех анализируемых признаков.

около 9.5 Гц.

В группах с отклонениями от нормы эти призна-

При экспертном анализе полученных записей

ки были представлены значительно реже, особен-

выяснилось, что описанная спектральная дина- но при энцефалопатиях, а уровни различия от

БИОФИЗИКА том 67

№ 2

2022

РЕЗОНАНСНОЕ СКАНИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ

357

Рис. 2. Динамика спектров ЭЭГ (а) и стимуляции (б) в ходе обследования испытуемого № 307. Обозначения как на рис. 1.

контроля оказались высоко значимыми. Наи-

ку присваивался балл от 0 до 3, равный сумме за-

меньшие различия от контроля зарегистрирова-

регистрированных у него признаков. Этот пока-

ны в группе с тревожными расстройствами.

затель рассматривался как интегральный индекс

На основании полученных индивидуальных

зрелости корковой ритмики, характерный для

оценок встречаемости признаков каждому ребен- данного испытуемого.

Таблица 1. Экспертные оценки ключевых признаков ЭЭГ при фотостимуляции и уровень их отличия от

контроля в разных группах испытуемых

Наличие признака,

Уровень отличия Р от

Признак ЭЭГ

Группа

контроля

Контроль

95.0±5.0

Резонанс на частоте

Энцефалопатии

50.0 ± 15.1

0.002

стимуляции - усвоение

СДВГ

48.0 ± 10.2

0.001

ритма

Тревожное расстройство

50.0 ± 18.9

0.007

Контроль

65.0 ± 10.9

Резонанс на частоте

Энцефалопатии

8.3 ± 8.3

0.002

гармоник -

СДВГ

24.0 ± 8.7

0.006

мультипликация

Тревожное расстройство

25.0 ± 16.4

0.064

Контроль

95.0 ± 5.0

Сформированность и

Энцефалопатии

41.7 ± 14.9

0.001

устойчивость альфа-

СДВГ

60.0 ± 10.0

0.008

диапазона ЭЭГ

Тревожное расстройство

62.5 ± 18.3

0.032

Примечание. Жирным шрифтом выделены величины с уровнем значимости P < 0.05.

БИОФИЗИКА том 67

№ 2

2022

358

САВЧУК и др.

Таблица 2. Показатели зрелости корковой ритмики и выполнения корректурной пробы, а также их отличия от

контроля в разных группах испытуемых

Уровень отличия Р от

Показатель

Группа

Среднее значение

контроля

Контроль

2.60 ± 0.13

Индекс зрелости

Энцефалопатии

1.00 ± 0.24

0.001

корковой ритмики

СДВГ

1.32 ± 0.16

0.001

(баллы)

Тревожное расстройство

1.25 ± 0.31

0.001

Контроль

1.90 ± 0.06

Уровень выполнения

Энцефалопатии

0.50 ± 0.15

0.001

теста Тулуз-Пьерона

СДВГ

0.84 ± 0.12

0.001

(баллы)

Тревожное расстройство

0.75 ± 0.25

0.001

Примечание. Жирным шрифтом выделены величины с уровнем значимости различий P < 0.05.

Выяснилось, что индекс зрелости корковой

отклонениями от нормы были достоверно ниже,

ритмики тесно взаимосвязан с уровнем выполне-

чем в контроле. Наибольшие отличия от нормы

ния теста Тулуз-Пьерона. Коэффициент ранго-

зарегистрированы в группе с энцефалопатиями.

вой корреляции Спирмена между этими показа-

У всех исследуемых групп школьников были

телями оказался высоким и достоверным

также сопоставлены количественные показатели

(r = 0.557, P < 0.001). Значения обоих показателей

ЭЭГ: сдвиги мощности тета-, альфа- и бета-рит-

для разных групп испытуемых представлены в

мов ЭЭГ, а также пиковой частоты альфа-ритма

табл. 2.

ЭЭГ при фотостимуляции относительно фона

(табл. 3).

Данные табл. 2 показывают, что у контрольной

группы экспертные оценки ЭЭГ и результаты вы-

Данные табл. 3 показывают, что под влиянием

полнения теста демонстрируют максимальные

фотостимуляции в группе контроля происходит

значения. Оба этих показателя во всех группах с

достоверный рост выраженности альфа- и бета-

Таблица 3. Сдвиги мощности основных ритмов и пиковой частоты ЭЭГ при стимуляции относительно фона и

уровень значимости этих сдвигов в разных группах испытуемых

Показатель

Группа

M ± m

Уровень значимости Р

Контроль

-0.40 ± 0.60

0.528

Сдвиг мощности тета-

Энцефалопатии

-0.50 ± 0.33

0.203

ритма ЭЭГ (отн.ед.)

СДВГ

-0.96 ± 0.55

0.098

Тревожное расстройство

-0.50 ± 0.86

0.582

Контроль

1.45 ± 0.65

0.025

Сдвиг мощности альфа-

Энцефалопатии

1.16 ± 0.50

0.039

ритма ЭЭГ (отн.ед.)

СДВГ

0.96 ± 0.42

0.018

Тревожное расстройство

0.25 ± 0.31

0.451

Контроль

0.40 ± 0.15

0.017

Сдвиг мощности бета-

Энцефалопатии

0.16 ± 0.20

0.438

ритма ЭЭГ (отн.ед.)

СДВГ

0.04 ± 0.15

0.847

Тревожное расстройство

0.25 ± 0.16

0.170

Контроль

0.40 ± 0.13

0.008

Сдвиг пиковой частоты

Энцефалопатии

0.25 ± 0.13

0.250

ЭЭГ (Гц)

СДВГ

0.16 ± 0.09

0.156

Тревожное расстройство

0.18 ± 0.26

0.504

Примечание. Жирным шрифтом выделены величины сдвигов с уровнем значимости P < 0.05.

БИОФИЗИКА том 67

№ 2

2022

РЕЗОНАНСНОЕ СКАНИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ

359

ритмов, а также увеличение пиковой частоты

тивных и исполнительских функций по тесту Ту-

ЭЭГ. Достоверный рост мощности альфа-ритма

луз-Пьерона.

при фотостимуляции происходит также при эн-

В современной литературе подчеркивается

цефалопатиях и СДВГ.

важность проведения сеансов ЭЭГ-мониторинга

у детей с органическими заболеваниями головно-

го мозга [18]. В то же время отмечается недоста-

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

точность и противоречивость сведений о количе-

Результаты проведенного исследования под-

ственных признаках ЭЭГ при разных типах пси-

тверждают высказанное предположение о том,

хопатологий [19] и при энцефалопатиях [20].

что при фотостимуляции с частотой, изменяю-

Поэтому полученные нами данные об отличи-

щейся в пределах ЭЭГ-ритмов, появляется

тельных особенностях ЭЭГ у младших школьни-

возможность оценивать сформированность базо-

ков с энцефалопатиями носят приоритетный ха-

вых механизмов деятельности ЦНС у младших

рактер и могут рассматриваться как ЭЭГ-марке-

школьников. Показано, что в этих условиях мож-

ры данного вида мозговой патологии.

но наглядно наблюдать три признака резонанс-

Существенные отличительные особенности

ных ЭЭГ реакций на фотостимуляцию. При этом

зарегистрированы также у школьников с СДВГ. У

проявление резонансных ЭЭГ-ответов на частоте

них выявлены значимо сниженные показатели

стимуляции (усвоение ритма) можно считать

индекса зрелости корковой ритмики и показате-

критерием адаптационного потенциала мозга, а

ли выполнения корректурной пробы. Получен-

наличие резонанса на частоте гармоник (мульти-

ные данные дополняют общепринятые представ-

пликация ритма) - отражением уровня активно-

ления об особенностях спектральной структуры

сти механизмов нейропластичности [6]. Кроме

ЭЭГ [21] и низком когнитивном темпе [22] у де-

того, при резонансном сканировании ЭЭГ можно

тей с СДВГ.

оценивать также сформированность и устойчи-

вость альфа-диапазона ЭЭГ в соответствии с воз-

При тревожных расстройствах у младших

растными нормами становления доминирующей

школьников, испытывающих трудности в обуче-

ритмики мозга у младших школьников [14].

нии, зарегистрированы наименьшие отклонения

от нормы. У них отмечены сниженные показате-

Важно подчеркнуть, что индивидуальная сум-

ли индекса зрелости корковой ритмики и менее

ма анализируемых ЭЭГ-признаков, или индекс

успешное, чем в контроле, выполнение коррек-

зрелости корковой ритмики, демонстрирует вы-

турной пробы. Эти данные позволяют предполо-

сокозначимую взаимосвязь с уровнем выполне-

жить, что тревожность является психологиче-

ния теста Тулуз-Пьерона, который позволяет

ским аспектом академической адаптации уча-

адекватно оценивать когнитивные и исполни-

щихся младшего школьного возраста к обучению,

тельские функции ребенка [15]. Поскольку оба

отражающим трудности включения ребенка в об-

этих показателя достоверно выше у школьников

разовательную среду [11].

контрольной группы, не испытывающих трудно-

стей в обучении, индекс зрелости корковой рит-

Таким образом, проведенное исследование

мики может быть предложен в качестве объектив-

позволило уточнить, какие функции учащихся

ного маркера готовности детей к школьному обу-

младших классов являются главными причинами

чению.

неуспешного включения ребенка в образователь-

ную среду. Среди наиболее значимых можно на-

Полученные в работе данные могут быть также

звать такие, как недостаточная зрелость резо-

использованы при уточнении возможных причин

нансных и адаптационных механизмов ЦНС и

школьной дезадаптации у учащихся младших

механизмов нейропластичности, а также пони-

классов. Из литературы известно, что успешность

женный уровень когнитивных и исполнитель-

ребенка в обучении зависит как от личностных

ских функций.

характеристик, так и от психофизиологической

зрелости базовых механизмов деятельности мозга

Важными представляются полученные данные

[16]. В то же время отсутствуют однозначные дан-

о количественных ЭЭГ-эффектах резонансного

ные о том, снижение каких функций наиболее

сканирования, демонстрирующие достоверный

специфично для неуспевающих школьников [17].

рост мощности альфа-ритма ЭЭГ при фотости-

Судя по полученным данным, наибольшие от-

муляции относительно фона у большинства ис-

клонения от нормы зарегистрированы у детей с

пытуемых. По-видимому, фотостимуляция «вы-

наличием различных органических поражений

свечивает» посредством резонанса тонкую струк-

ЦНС в виде энцефалопатий. Среди выявленных

туру индивидуального спектра ЭЭГ и выявляет

отличительных признаков выделяются такие по-

потенциальные резонансно-активные осцилля-

казатели, как минимальный уровень активности

торы мозга [2]. Такая резонансная активация по-

адаптационных и резонансных механизмов ЦНС,

тенциальных резонаторов в ЭЭГ может служить

значимо сниженный индекс зрелости корковой

приемом стимуляции механизмов нейропластич-

ритмики, а также минимальный уровень когни-

ности и повышения отзывчивости мозга к адап-

БИОФИЗИКА том 67

№ 2

2022

360

САВЧУК и др.

тивной нейростимуляции. В пользу данного

ной в октябре 2000 г. в Эдинбурге, Шотландия).

предположения свидетельствуют недавние дан-

От родителей каждого ребенка получено инфор-

ные о том, что успешная когнитивная реабилита-

мированное согласие на его участие в обследова-

ция пациентов с инсультами достигается только

ниях.

при условии, что лечебным сеансам ЭЭГ-управ-

ляемой адаптивной нейростимуляции предше-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ствуют процедуры резонансного сканирования

[23].

А. И. Федотчев, А. Т. Бондарь, А. А. Маевский и

Л. П. Якупова, Журн. высш. нерв. деятельности

им. И.П. Павлова 46 (3), 447 (1996).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

А. И. Федотчев, Физиология человека 23 (4), 117

Резонансное сканирование путем предъявле-

(1997).

ния световых ритмических стимулов со ступенча-

то увеличивающейся частотой позволяет наблю-

N. Salansky, A. Fedotchev, and A. Bondar. Neurosci.

дать у семи-восьмилетних школьников наличие

Biobehav. Rev. 22 (3), 395 (1998).

ЭЭГ реакций усвоения ритма (резонанс на часто-

А. И. Федотчев. Биофизика 64 (2), 358 (2019).

те стимуляции) и реакций мультипликации ритма

A. I. Fedotchev, A. T. Bondar, and V. F. Konovalov.

(резонанс на кратных частотах), а также сформи-

Int. J. Psychophysiol. 9 (2), 189 (1990).

рованность и устойчивость альфа-диапазона

ЭЭГ. Индивидуальная сумма этих признаков,

А. И. Федотчев, Биофизика 46 (1), 112 (2001).

или индекс зрелости корковой ритмики, демон-

А. Т. Бондарь, А. В. Ларионова, О. В. Пивоварова

стрирует тесную взаимосвязь с уровнем выполне-

и А. И. Федотчев, Биофизика 49 (5), 928 (2004).

ния теста Тулуз-Пьерона, оценивающим когни-

А. И. Федотчев, А. Т. Бондарь и И. Г. Акоев,

тивные и исполнительские функции ребенка.

Оба этих показателя достоверно отличаются от

Журн. высш. нерв. деятельности им. И.П. Павло-

контроля у групп школьников, демонстрирую-

ва 51 (1), 17 (2001).

щих отклонения от нормы и признаки школьной

А. И. Федотчев, С. Б. Парин и С. А. Полевая. Био-

дезадаптации. Резонансное сканирование и ана-

физика 66 (2), 408 (2021).

лиз ЭЭГ как элементы методологии цифрового

10.

Н. Т. Колесник, Новое в психолого-педагогиче-

психофизиологического картирования являются

ских исследованиях, № 1 (61), 72 (2021).

эффективным инструментом выявления точных

количественных признаков, которые определяют

11.

М. В. Григорьева, Р. М. Шамионов, Е. С. Гринина

психофизиологический статус младших школь-

и др., Перспективы науки и образования, № 4

ников, испытывающих и не испытывающих труд-

(52), 247 (2021).

ности при обучении. Выявленные особенности

12.

О. В. Баландина, Е. Д. Божкова, В. В. Дворянино-

каждой из обследованных групп могут способ-

ва и др., Мед. альманах, № 2 (59), 24 (2019).

ствовать объективному уточнению причин

школьной дезадаптации.

13.

Л. А. Ясюкова, Методика определения готовности

к школе: прогноз и профилактика проблем обучения

в начальной школе: методическое пособие (ИМА-

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

ТОН, СПб, 2006).

Исследование выполнено в рамках Государ-

14.

В. Б. Войнов. Успехи физиол. наук 45 (3), 66

ственного задания Пущинского научного центра

(2014).

биологических исследований РАН (проект

АААА-А20-120101390066-3) и Государственного

15.

N. Babkina, Behav. Sci. (Basel) 9 (12), 158 (2019).

задания Нижегородского государственного уни-

16.

В. Л. Ефимова, Психология образования в поли-

верситета им. Н.И. Лобачевского (АААА-А20-

культурном пространстве, № 2 (50), 28 (2020).

120122190088-2).

17.

Н. А. Хохлов и Е. Д. Словенко, Вестн. ММГУ.

Сер. 14. Психология, № 3, 291 (2020).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

18.

X. L. Bozarth, J. McGuire, and E. Novotny. Pediatr.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

Neurol. 101, 11 (2019).

интересов.

19.

M. McVoy, S. Lytle, E. Fulchiero, et al., Psychiatry

Res. 279, 331 (2019).

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

20.

A. Yuliati and A. R. B. Weber, J. Clin. Neurophysiol.

36 (3), 181 (2019).

Исследование проведено в соответствии с

Хельсинкской декларацией (принятой в июне

21.

A. R. Clarke, R. J. Barry, and S. Johnstone, Clin.

1964 г. в Хельсинки, Финляндия и пересмотрен-

Neurophysiol. 131 (7), 1463 (2020).

БИОФИЗИКА том 67

№ 2

2022

РЕЗОНАНСНОЕ СКАНИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ

361

22. Б. М. Коган и Т. Г. Куликова, Системная психо-

23. E. A. Mukhina, S. A. Polevaya, S. B. Parin, and

логия и социология, № 2 (26), 47 (2018).

A. I. Fedotchev. Opera Med. Physiol. 8 (4), 90 (2021).

Resonance Scanning and Analysis of the Electroencephalogram in Determining

the Maturity of Cortical Rhythms in Younger Schoolchildren

L.V. Savchuk*, S.A. Polevaya*, S.B. Parin*, A.T. Bondar**, and A.I. Fedotchev**

*National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, prosp. Gagarina 23, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

**Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, Institutskaya ul. 3, Pushchino, Moscow Region, 142290 Russia

The possibility of assessing the levels of activity of resonant and adaptive mechanisms and mechanisms of

neuroplasticity in schoolchildren 7-8 years old by means of resonant scanning and analysis of the electroen-

cephalogram is being experimentally tested. During rhythmic photostimulation with a smoothly increasing

frequency from 4 to 15 Hz, each schoolchildren was assessed for the presence of electroencephalogram reac-

tions of rhythm entrainment (resonance at the stimulation frequency) and rhythm multiplication (resonance

at multiple frequencies), as well as the formation and stability of the electroencephalogram alpha range. The

maturity index of cortical rhythms is proposed as an individual sum of these features. It has been established

that there is a close relationship between the maturity index of the cortical rhythms and the performance level

of the Toulouse-Pieron test, which assesses the cognitive and executive functions of the child. These indica-

tors significantly differed from the control in groups of schoolchildren demonstrating deviations from the

norm and signs of school maladaptation. The data obtained indicate that the cortical rhythms maturity index

can serve as a marker of a child's readiness for schooling.

Keywords: resonant scanning; electroencephalogram; maturity of cortical rhythms; children's readiness for learn-

ing; school maladjustment; cognitive and executive functions

БИОФИЗИКА том 67

№ 2

2022