Effect of alpha-frequency optical stimulation on sensorimotor parameters in humans

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

В современном мире человек постоянно подвергается воздействию множества экзогенных факторов, многие из которых обладают ритмическим характером, например, акустические или электромагнитные шумы различных частот. Эти факторы могут оказывать значительное влияние на функциональное состояние организма человека и эффективность различных видов деятельности [1, 2]. Направленность эффекта зависит как от характеристик самого фактора, так и от индивидуальных нейрофизиологических особенностей человека. В условиях ритмической стимуляции люди с разной организацией высшей нервной деятельности способны демонстрировать снижение или повышение результативности, например, сенсомоторной деятельности (СМД), что особенно актуально в производственной, транспортной и спортивной сферах.

Параметры сенсомоторных реакций (СМР) являются важными индивидуально-типологическими характеристиками человека, отражающими способность быстро и точно обрабатывать информацию и реагировать на внешние стимулы. Простые СМР включают реакцию на одиночный стимул, что позволяет оценить быстроту и стабильность сенсомоторного реагирования. Сложные СМР, такие как реакции выбора или дифференцировочные реакции (реакции Go/No-go), предполагают более высокий уровень когнитивной обработки, поскольку требуют выбора реакции в зависимости от типа стимула или её торможения на нерелевантный стимул.

Стандартными показателями СМР являются время реакции (временно́й интервал от подачи стимула до моторного ответа), показатель вариабельности сенсомоторного реагирования (индивидуальная изменчивость времени реакции, чаще всего определяемая по величине стандартного отклонения) и количество опережающих реакций и ошибок.

Время реакции может быть связано с различными личностными характеристиками индивида, такими как общий уровень активации нервной системы [3], уровень внимания, личностная и ситуативная тревожность [4, 5].

Показатель вариабельности СМР, наряду с временем реакции, является одной из главных характеристик СМД. Показано, что высокая вариабельность связана с более низкой результативностью выполнения сложных когнитивных задач [6]. Полагают, что она косвенно характеризует устойчивость внимания испытуемого [7]. Высокая вариабельность простой двигательной реакции может являться коррелятом ряда психических и соматических расстройств, например, наблюдается при аутизме, синдроме дефицита внимания и гиперактивности [8].

При анализе СМР обычно выделяют премоторный и моторный компоненты. Премоторный компонент отражает преимущественно процессы, связанные с восприятием и анализом стимула, а моторный связывают с реализацией двигательного ответа.

Для дифференцировочных реакций премоторный компонент включает не только детекцию стимула, как в простых СМР, но и дополнительный анализ этого стимула для принятия решения о необходимости действия или игнорирования стимула. Время принятия решения (ВПР) можно рассчитать как разницу между временем простой и дифференцировочной СМР. Результаты собственных исследований и данные литературы свидетельствуют о том, что ВПР имеет существенные индивидуальные различия, которые коррелируют с некоторыми особенностями исходной ЭЭГ человека [9].

Временны́е характеристики СМР определяются не только индивидуально-типологическими особенностями, но и могут изменяться под влиянием различных видов экзогенной стимуляции. Показано, что в этом случае применимы не только методы электрической и магнитной транскраниальной стимуляции [10], непосредственно влияющие на частотные характеристики нейронной активности, но и более простые и доступные методы звуковой [11] или оптической [12] стимуляции, которые при правильно подобранном частотном воздействии также могут изменять эндогенную активность нейронных ансамблей, что в свою очередь влияет на показатели СМР. В ряде исследований показано, что оптическая стимуляция на частотах α-диапазона (8–12 Гц) может оказывать разнонаправленные влияния на результативность как сенсомоторной, так и когнитивной деятельности. Это зависит от специфики самой деятельности и от психофизиологических характеристик индивида. С одной стороны, установлено, что такая оптическая стимуляция приводит к повышению пропускной способности и надёжности человека-оператора (уменьшению количества ошибок) [13]. С другой стороны, показано, что для некоторых видов деятельности, связанных, например, с временем распознавания зрительных стимулов, оптическая стимуляция и последующие эффекты навязывания ритма в структурах зрительной системы могут иметь негативное влияние на успешность выполнения задания [14].

По данным литературы, премоторный компонент сложной реакции, главной составляющей которого является ВПР, более подвержен влиянию различных эндогенных и экзогенных факторов, таких как эмоциональное состояние индивида [15], степень утомления [16], сложность сенсомоторного задания [17], различные фармакологические воздействия [18], поэтому можно полагать, что именно ВПР будет наиболее чувствительно и к воздействию оптической стимуляции. Можно также предположить, что характер (направленность) влияния оптической стимуляции на параметры СМД связан с индивидуальными различиями ВПР. Именно поэтому для выявления индивидуальных особенностей, обусловливающих различный эффект оптической стимуляции на параметры СМД, мы выделили группы испытуемых с малым и большим ВПР в обычных условиях без оптической стимуляции.

Ранее в наших исследованиях установлено, что разнонаправленное влияние оптической стимуляции на результативность мнестической деятельности связано с индивидуальными характеристиками фоновой ЭЭГ человека. Было показано, что у лиц с изначально более низкой спектральной мощностью поддиапазона 10 Гц увеличение эффективности мнестической деятельности (тест n-back) в условиях оптической стимуляции сопровождалось увеличением спектральной мощности этого поддиапазона [19].

Наряду с традиционно используемыми спектральными показателями исходной ЭЭГ, в настоящее время предметом анализа α-активности часто являются характеристики индивидуального α-пика: его частота (IAF — Individual Alpha Frequency) и амплитуда. В ряде исследований показано, что IAF может отражать различия индивидов по эффективности рабочей памяти, скорости переработки информации, времени реакции и может изменяться при выполнении когнитивных задач или физических упражнений [20, 21].

Связь частоты α-ритма и эффектов оптической стимуляции может быть рассмотрена в двух аспектах. С одной стороны, нами показано, что под влиянием оптической стимуляции с частотой 10 Гц изменяется вариабельность простой СМР человека, причём направленность таких изменений зависит от базовых характеристик фоновой ЭЭГ — глубины десинхронизации высокочастотного диапазона α-ритма и IAF исходной ЭЭГ [22]. С другой стороны, в исследованиях установлено, что оптическая стимуляция с индивидуальной частотой α-пика оказывает наибольшее влияние на эндогенную ритмику, а с частотой выше или ниже на несколько герц способна в некоторых случаях оказывать эффект навязывания ритма и, сдвигая частоту работы нейронных ансамблей, влиять на результативность деятельности [23]. С учётом того, что выраженность навязывания ритма зависит от силы стимуляции и разницы между IAF и частотой стимуляции [24], во многих исследованиях авторы выбирают частоту стимуляции IAF ±1Гц или IAF ±2Гц. При этом IAF ±2Гц рассматривается в качестве наиболее подходящего компромиссного значения, дающего достаточный эффект оптической стимуляции без необходимости использования чрезмерно яркого источника света.

Цель исследования. Выявить индивидуальные различия влияния оптической стимуляции с частотой индивидуального α-пика и с частотой, превышающей её на 2 Гц, на параметры сложной СМР человека.

МЕТОДЫ

В исследовании на основе добровольного информированного согласия участвовали 65 мужчин 18–23 лет, правши, с нормальной остротой зрения или скорректированной до нормальной. Исследование одобрено этическим комитетом Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова (протокол № 10-24 от 18.04.2024) и проведено в апреле–июне 2024 г.

Испытуемый находился в затемнённой комнате в отсутствии посторонних раздражителей, сидя на расстоянии 70 см от экрана монитора. В качестве СМД предлагали два компьютеризированных теста на время простой двигательной реакции (ВПДР; 70 предъявлений стимулов) и на время сложной двигательной реакции (ВСДР, Go/No-go; 70 предъявлений целевого стимула и 70 предъявлений нерелевантного стимула). В первом случае задача испытуемого заключалась в том, чтобы как можно скорее нажать на определённую кнопку клавиатуры правой рукой при появлении красного круга в центре экрана монитора, стараясь не допускать преждевременных нажатий. Интервал между сигналами составлял от 0,8 до 2,5 с. При выполнении теста на ВСДР испытуемый должен был реагировать нажатием кнопки только на стимул красного цвета, игнорируя стимул зелёного цвета.

В обследовании использовали монитор HP 2011x с диагональю 20 дюймов. Для оптической стимуляции применяли фотостимулятор 7,5×7,5 см, который располагался непосредственно над монитором. При мерцании стимулятора яркость вспышек, измеренная в непосредственной близости от него, составляла 200 lx.

Сенсомоторный тест на ВПДР оценивали в обычных условиях (ситуация ТЕСТ). ВСДР предъявляли в трёх экспериментальных ситуациях: в обычных условиях (ТЕСТ); при предъявлении стимула в условиях оптической стимуляции с частотой IAF испытуемого (ТЕСТiaf); в условиях оптической стимуляции с частотой выше IAF на 2 Гц (ТЕСТiaf+2). Общее время оптической стимуляции было индивидуально, зависело от скорости реакции испытуемого и примерно составляло 5,12 мин с частотой IAF и 5,12 мин с частотой IAF+2.

При обработке результатов тестов определяли среднее ВПДР и ВСДР в мс, а также вариабельность ВСДР (SDвсдр) как стандартное отклонение в трёх экспериментальных ситуациях. Для каждого испытуемого высчитывали ВПР (мс) по разнице значений ВСДР и ВПДР в обычных условиях (ситуация ТЕСТ).

Регистрацию ЭЭГ (17 отведений, монополярно по схеме 10–10: F3, Fz, F4, T3, C3, Cz, C4, T4, P3, Pz, P4, O1, Oz, O2, P5, Poz, P6) проводили на электроэнцефалографе NVX-52 (Россия, ООО «Медицинские компьютерные системы», Зеленоград). По данным ЭЭГ, зарегистрированной в исходном состоянии при закрытых глазах в девяти затылочно-теменных отведениях (P3, Pz, P4, O1, Oz, O2, P5, Poz, P6), рассчитывали IAF и амплитуду α-пика путём вычисления значения спектральной плотности мощности ЭЭГ α-диапазона (8–13 Гц) с использованием метода multi-taper, реализованного посредством функции psd_multitaper модуля MNE-python [25].

Проверку данных на нормальность распределения проводили по тесту Колмогорова–Смирнова. Для представления и анализа результатов использовали методы непараметрической статистики («STATISTICA v.8»). Данные представлены в виде медианы (Me) и интерквартильного размаха [Q1; Q3]. При сравнении результатов обследования испытуемых независимых групп использовали U-критерий Манна–Уитни. Изменения показателей в разных ситуациях у испытуемых одной группы оценивали с применением T-критерия Вилкоксона. Достоверными считали отличия при p <0,05. Значения p скорректированы с учётом поправки по Бонферрони.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Проведённый анализ по группе испытуемых в целом выявил ряд различий в значениях ВСДР в трёх экспериментальных ситуациях. Установлено уменьшение ВСДР в ситуации ТЕСТiaf+2 по сравнению с ситуациями ТЕСТ и ТЕСТiaf. Различия по показателю вариабельности ВСДР в группе испытуемых в целом в трёх экспериментальных ситуациях не зарегистрированы (табл. 1).

 

Таблица 1. Значения времени сложной двигательной реакции и его вариабельности в ситуациях ТЕСТ, ТЕСТiaf, ТЕСТiaf+2, Мe [Q1; Q3]

Table 1. Complex motor reaction time and its variability during TEST, TESTiaf, and TESTiaf+2, Мe [Q1; Q3]

Показатели	ТЕСТ	ТЕСТiaf	ТЕСТiaf+2
Время сложной двигательной реакции, мс	362,85* [344, 70; 387, 15]	363,10# [345, 60; 382, 80]	359,90*# [339, 30; 382, 05]
SDвсдр, мс	53,04 [46, 06; 61, 50]	52,34 [42, 79; 59, 62]	49,58 [42, 54; 66, 63]

Примечание. ТЕСТ — обычные условия; ТЕСТiaf — стимул в условиях оптической стимуляции с частотой индивидуального α-пика испытуемого; ТЕСТiaf+2 — стимул в условиях оптической стимуляции с частотой выше индивидуального α-пика испытуемого на 2 Гц; SDвсдр — вариабельность времени сложной двигательной реакции; * достоверные отличия значений времени сложной двигательной реакции в ситуации ТЕСТiaf+2 по сравнению с ситуацией ТЕСТ (Т=666; Z=2,66; р=0,0079); ^# достоверные отличия значений времени сложной двигательной реакции в ситуации ТЕСТiaf+2 по сравнению с ситуацией ТЕСТiaf (Т=565; Z=3,18; р=0,0015).

 

Обращали на себя внимание существенные индивидуальные различия изменения ВСДР в ситуации ТЕСТiaf+2 по сравнению с другими ситуациями. По сравнению с ситуацией ТЕСТ уменьшение ВСДР составило 5,95 [−2,90; 13,95] мс при индивидуальных вариациях от уменьшения на 30,05 мс до увеличения на 35,85 мс.

ВПР, составившее в целом по группе 78,05 [65, 90; 89, 65] мс, индивидуально варьировало от минимальных 43,3 мс до максимальных 168,8 мс. В соответствии с Q1 и Q3 были выделены две группы испытуемых: с малым (1-я группа, 16 человек,) и большим (2-я группа, 16 человек) ВПР. У испытуемых 1-й группы ВПР составило 55,3 [49, 13; 61, 10] мс, 2-й группы — 105,0 [95, 83; 126, 60] мс.

Параметры простой и сложной СМД в трёх ситуациях обследования у испытуемых двух групп представлены в табл. 2.

 

Таблица 2. Показатели времени простой и сложной двигательных реакций в ситуациях ТЕСТ, ТЕСТiaf, ТЕСТiaf+2 испытуемых 1-й и 2-й групп, Мe [Q1; Q3]

Table 2. Simple and complex motor reaction times during TEST, TESTiaf, and TESTiaf+2 in groups 1 and 2, Мe [Q1; Q3]

Показатели	1-я группа	2-я группа	Тест Манна–Уитни U; z; р
ВПДР ТЕСТ, мс	279,325 [269, 28; 300, 23]	291,775 [281, 00; 298, 38]	—
ВСДР ТЕСТ, мс	331,675* [323, 60; 354, 30]	397,95# [390, 08; 410, 90]	6; −4,598; <0,001
ВСДР ТЕСТiaf, мс	337,00* [330, 20; 365, 33]	389,05 [380, 90; 409, 08]	17; −4,184; <0,001
ВСДР ТЕСТiaf+2, мс	330,475 [321, 58; 359, 10]	384,03# [372, 13; 400, 43]	23; −3,957; <0,001
SDвсдр ТЕСТ, мс	49,627 [41, 81; 53, 78]	63,75 [55, 11; 73, 51]	35; −3,505; <0,001
SDвсдр ТЕСТiaf, мс	48,731 [39, 36; 58, 90]	57,30 [50, 49; 68, 71]	—
SDвсдр ТЕСТiaf+2, мс	44,792 [35, 94; 53, 97]	53,86 [47, 09; 69, 06]	—

Примечание. ВПДР — время простой двигательной реакции; ВСДР — время сложной двигательной реакции; ТЕСТ — обычные условия; ТЕСТiaf — стимул в условиях оптической стимуляции с частотой индивидуального α-пика испытуемого; ТЕСТiaf+2 — стимул в условиях оптической стимуляции с частотой выше индивидуального α-пика испытуемого на 2 Гц; SDвсдр — вариабельность времени сложной двигательной реакции;*статистически значимые отличия значений ВСДР у испытуемых 1-й группы в ситуации ТЕСТiaf по сравнению с ситуацией ТЕСТ (T=10,0; Z=3,0; р=0,0027); ^#статистически значимые отличия значений ВСДР у испытуемых 2-й группы в ситуации ТЕСТiaf+2 по сравнению с ситуацией ТЕСТ (T=1,0; Z=3,46; р=0,0005).

 

ВПДР у испытуемых выделенных групп значимо не различалось. ВСДР во всех ситуациях было значимо большим у испытуемых 2-й группы. Направленность изменений ВСДР в условиях оптической стимуляции у испытуемых выделенных групп была различной.

У испытуемых 1-й группы ВСДР в условиях ТЕСТiaf было бо́льшим, чем в обычных условиях. В ситуации ТЕСТiaf+2 ВСДР не отличалось от наблюдавшегося в обычных условиях.

У испытуемых 2-й группы в условиях ТЕСТiaf относительно ситуации ТЕСТ значимых изменений ВСДР не обнаружено. В условиях ТЕСТiaf+2 ВСДР было меньше, чем в ситуации ТЕСТ.

SDвсдр в ситуации ТЕСТ у испытуемых 1-й группы по сравнению с испытуемыми 2-й группы была достоверно ниже (см. табл. 2). Значимых изменений этого показателя у испытуемых 1-й группы при выполнении ВСДР в условиях ТЕСТiaf и ТЕСТiaf+2 не зарегистрировано. У испытуемых 2-й группы в условиях ТЕСТiaf+2 имелось снижение вариабельности ВСДР по сравнению с ситуацией ТЕСТ на уровне тенденции.

Таким образом, у лиц с малым ВПР в условиях ТЕСТiaf ВСДР увеличивалось, при этом его вариабельность не изменялась. У лиц с исходно большим ВПР в ситуации ТЕСТiaf+2 ВСДР уменьшалось.

По частоте IAF испытуемые выделенных групп не различались: 10,13 [9, 80; 10, 63] Гц и 10,30 [9, 74; 11, 26] Гц соответственно группам. Амплитуда α-пика была достоверно выше у испытуемых 1-й группы: 65,64 [14, 35; 171, 45] мкВ и 14,22 [6, 93; 46, 87] мкВ соответственно группам, U=73,0; Z=2,073; p=0,038.

ОБСУЖДЕНИЕ

В литературе при анализе характеристик α-пика основное внимание уделяется его частоте, при этом существенно меньшее количество исследований посвящено анализу амплитуды α-пика. Однако амплитуда и частота α-пика по-разному коррелируют с поведенческими показателями [26].

Анализ фоновой ЭЭГ испытуемых установил, что амплитуда α-пика была значимо выше у лиц с исходно малым ВПР. По частоте α-пика испытуемые выделенных групп не различались. Несмотря на то что существуют работы, свидетельствующие о взаимосвязи IAF и некоторых скоростных характеристик обработки зрительной информации [27], также имеются свидетельства, что непосредственно скорость СМР не зависит от IAF [28].

В настоящем исследовании применяли два вида оптической стимуляции. По данным литературы, стимуляция с частотой индивидуального α-пика и с частотой, отличающейся от неё на несколько герц, оказывает разное влияние на характеристики α-активности, а также на результативность деятельности [29].

Также известно, что оптическая стимуляция с частотой IAF даёт наибольший прирост амплитуды α-ритма по сравнению с оптической стимуляцией, отличающейся от IAF, увеличивая синхронизацию активности ансамблей нейронов, осциллирующих на этой частоте, что может как позитивно, так и негативно влиять на результат СМД [23].

Проведённое исследование показало, что у испытуемых с исходно малым ВПР и высокой исходной амплитудой α-пика при оптической стимуляции с частотой IAF наблюдалось увеличение ВСДР. В группе испытуемых с большим ВПР и низкой амплитудой α-пика в этих условиях не только не наблюдалось увеличения ВСДР, но отмечалось некоторое уменьшение времени реакции, не достигавшее, однако, статистически значимого уровня. Эти факты можно объяснить с учётом известной концепции о том, что наибольшей эффективности деятельности соответствует некоторый средний или оптимальный уровень активации (кривая Йеркса–Додсона) [30]. Мощность α-ритма является одним из параметров, отражающих уровень активации коры головного мозга, который обусловлен влиянием комплекса факторов, таких как специфические и неспецифические активирующие влияния, мотивация, эмоциональное состояние, тревожность и другие. Можно полагать, что у испытуемых с малым ВПР и относительно высокой исходной амплитудой α-пика такой оптимальный для СМД уровень активации наблюдался именно при тестировании в обычных условиях. А усиление синхронизации α-ритма при оптической стимуляции соответствующей частоты приводило к «выходу» из оптимальной зоны и увеличению времени сложной реакции. В то же время у части испытуемых с исходно низкой амплитудой α-пика и бо́льшим временем реакции оптическая стимуляция с частотой IAF, способствующая синхронизации α-ритма, сопровождалась уменьшением ВСДР, что и проявлялось в уменьшении медианы, не достигавшем, однако статистически значимого уровня. Можно полагать, что одним из факторов, определяющих характер влияния оптической стимуляции с частотой IAF на параметры СМД конкретного индивида, является соотношение наблюдаемого во время тестирования и оптимального для деятельности уровня активации коры головного мозга.

Оптическая стимуляция с частотой, отличающейся от IAF на несколько герц, работает по другому принципу, такая стимуляция может оказывать эффект навязывания ритма и сдвигать частоту осцилляции нейронных сетей. В литературе эффективность такого сдвига объясняется с помощью концепции «язык Арнольда», которая описывает динамические принципы взаимодействия экзогенных ритмов и мозговых осцилляций. Чем ближе частота стимуляции к собственной частоте мозгового ритма и чем выше интенсивность стимуляции, тем сильнее эффект навязывания ритма. Таким образом, для α-ритма эффективность сдвига эндогенных осцилляций прежде всего будет зависеть от силы стимуляции и разницы между IAF и частотой стимуляции [24]. Было показано, что успешное навязывание (IAF ±2 Гц), осуществлённое с помощью метода транскраниальной электрической стимуляции, может оказывать влияние и на результативность выполнения перцептивной и СМД [31]. Оптическая стимуляция с частотой, превышающей IAF, также способна вызывать эффект навязывания ритма и оказывать положительное влияние на временны́е характеристики СМД [23].

Результат настоящего исследования в целом согласуется с данными литературы и подтверждает возможность увеличения скорости сложной СМР путём применения оптической стимуляции с частотой IAF +2 Гц. Однако в нашем исследовании установлено, что уменьшение времени реакции в ситуации оптической стимуляции с частотой IAF +2Гц по сравнению с обычными условиями наблюдалось у испытуемых с исходно большим ВПР и низкой амплитудой α-пика. В той же ситуации у испытуемых с малым ВПР и относительно высокой амплитудой α-пика изменений времени сложной СМР не выявлено.

В литературе приводятся данные о том, что чем шире α-кривая в состоянии покоя (и, вероятно, ниже амплитуда α-пика), тем выше эффекты модуляции, направленные на смещение собственной частоты в сторону быстрых ритмов [29]. Можно полагать, что оптическая стимуляция с частотой IAF +2Гц в большей мере увеличивает частоту α-ритма при навязывании у испытуемых с низкой амплитудой α-пика. С другой стороны, известны количественные закономерности обработки информации человеком, рассчитанные на основе интегральной модели деятельности мозга, одним из основных нейрофизиологических параметров которой является частота доминирующего α-ритма [32]. Согласно этим представлениям, у лиц с исходно низкой амплитудой α-пика (и исходно высоким ВПР) уменьшение времени сложной реакции, по-видимому, происходит за счёт более выраженного эффекта навязывания ритма, когда оптическая стимуляция с частотой IAF +2Гц увеличивает частоту активности нейронных ансамблей, что способствует уменьшению ВСДР и его вариабельности. В отличие от них, у испытуемых с высокой исходной амплитудой α-пика и низким ВПР подобная стимуляция не оказывала выраженного эффекта на время реакции относительно выполнения теста без оптической стимуляции.

Таким образом, настоящее исследование показало, что оптическая стимуляция с частотой, превышающей IAF на 2 Гц, способна уменьшать время сложной реакции у испытуемых с определёнными электрофизиологическими характеристиками исходной ЭЭГ, в то время как оптическая стимуляция с частотой IAF не оказывала выраженного положительного эффекта на скоростные характеристики СМД, а у части испытуемых могла приводить к снижению результата. В целом можно сделать вывод, что при применении оптической стимуляции с частотами α-диапазона необходимо учитывать индивидуальные характеристики исходной ЭЭГ человека. Исходя из полученных результатов, наиболее эффективно использование оптической стимуляции с частотой IAF +2Гц у лиц с исходно большим ВПР, которые характеризуются низкой амплитудой индивидуального α-пика.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящем исследовании применяли два вида оптической стимуляции — с частотой индивидуального α-пика ЭЭГ и с частотой выше индивидуального α-пика на 2 Гц. Установлено, что оптическая стимуляция с частотой индивидуального α-пика +2 Гц снижает время сложной двигательной реакции у части испытуемых с определёнными электрофизиологическими характеристиками ЭЭГ. У лиц с разным исходным ВПР изменения временны́х параметров сложной двигательной реакции в условиях оптической стимуляции с указанными частотами α-диапазона различны. При этом у лиц с исходно низким ВПР амплитуда α-пика была значимо выше, чем у испытуемых с большим ВПР. Показано, что оптическая стимуляция с частотой индивидуального α-пика может оказывать негативный эффект на результативность СМД лиц с исходно низким ВПР. У испытуемых с исходно высоким ВПР в ситуации оптической стимуляции с частотой выше индивидуального α-пика на 2 Гц снижалось время сложной двигательной реакции по сравнению со временем реакции в условиях отсутствия стимуляции. По частоте α-пика испытуемые выделенных групп не различались. Таким образом, установлено, что ВПР связано с исходными характеристиками ЭЭГ, в первую очередь с амплитудой индивидуального α-пика, что может служить объяснением разнонаправленности эффектов влияния оптической стимуляции с частотами α-диапазона на временны́е параметры СМР человека. При этом результаты исследования позволяют говорить о принципиально различном влиянии на временны́е параметры СМД двух исследуемых видов оптической стимуляции α-диапазона. Проведённое исследование может иметь важное значение для оценки экологичности ритмической световой стимуляции α-диапазона в современной техногенной среде и понимания её потенциального влияния на сенсомоторные функции человека, что полезно при разработке безопасных и эффективных подходов к использованию такого воздействия в повседневной жизни и профессиональной деятельности.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Н.А. Каратыгин, И.И. Коробейникова — сбор и анализ литературных источников, биоинформатический анализ данных, подготовка и написание текста статьи; М.А. Цыганова, Я.А. Венерина — проведение обследований, обработка данных; Т.Д. Джебраилова — написание текста и редактирование статьи. Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

Этическая экспертиза. Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова (протокол № 10-24 от 18.04.2024).

Согласие на публикацию. Все участники исследования добровольно подписали форму информированного согласия до включения в исследование.

Источники финансирования. Исследование проведено в рамках Государственного задания.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Редакционная политика в отношении совместного использования данных к настоящей работе не применима, новые данные не собирали и не создавали.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два внешних рецензента, член редакционной коллегии и научный редактор издания.

ADDITIONAL INFORMATION

Author contributions: N.A. Karatygin, I.I. Korobeynikova: investigation, formal analysis, writing—original draft; M.A. Tsyganova, Ya.A. Venerina: investigation, data curation; T.D. Dzhebrailova: writing—original draft, writing—review & editing. All the authors approved the version of the manuscript to be published and agreed to be accountable for all aspects of the work, ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Ethics approval: The study was approved by the local Ethics Committee of the Sechenov University (Minutes No. 10-24 of April 18, 2024).

Consent for publication: All participants provided written informed consent prior to enrollment.

Funding sources: The study was conducted under a State Assignment.

Disclosure of interests: The authors have no relationships, activities, or interests for the last three years related to for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality: No previously published material (text, images, or data) was used in this work.

Data availability statement: The editorial policy regarding data sharing does not apply to this work, as no new data was collected or created.

Generative AI: No generative artificial intelligence technologies were used to prepare this article.

Provenance and peer-review: This paper was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer review process involved two external reviewers, a member of the editorial board, and the in-house science editor.

About the authors

Nikolay A. Karatygin

Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies

Email: karatygin_na@academpharm.ru
ORCID iD: 0000-0001-5523-4048
SPIN-code: 7360-2272

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Moscow

Irina I. Korobeinikova

Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies

Author for correspondence.
Email: korobejnikova_ii@academpharm.ru
ORCID iD: 0000-0001-7570-6321
SPIN-code: 2829-9765

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Moscow

Margarita A. Tsyganova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenovskiy University)

Email: oplatchikova_m_a@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-7641-2330
SPIN-code: 7968-0651
Russian Federation, Moscow

Yana A. Venerina

Institute of Psychology of the Russian Academy of Sciences

Email: y.a.venerina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3460-078X
SPIN-code: 6689-8898

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Tamara D. Dzhebrailova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenovskiy University)

Email: dzhebrailova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1454-9224
SPIN-code: 6942-3352

Dr. Sci. (Biology), Professor

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files