BRAIN ACTIVITY IN ADOLESCENTS WITH DIFFERENT INTERNET ADDICTION RISKS

Full Text

В современном мире Интернет очень быстро превращается в повседневную реальность, широкий и повсеместный доступ к разнообразной информации является преимуществом Интернет-ресурсов, но чрезмерное их использование может привести к Интернет-зависимости (ИЗ), вызывая негативные последствия для личной, социальной и профессиональной жизни человека [10, 13]. С этой точки зрения ИЗ анализируют как нарушенную форму поведения и определяют её по следующим внешним социально-психологическим критериям: ограниченность в общении, отсутствие познавательного интереса, нарушение когнитивного уровня функционирования, неадекватная реакция на критику, ложь или скрывание количества времени, проведённого в Сети [16]. Для подростка подобные условия являются особенно экстремальными, поскольку, как показали исследования связи генетических и социальных факторов, именно в подростковом периоде закладываются негативные тенденции для здоровья и благополучия как индивидуальной жизни, так и последующих поколений [9]. Несмотря на большое количество научных публикаций по теме ИЗ, подавляющее большинство работ - это исследования в области психологии с соответствующей методологией и методическим аппаратом исследования. В основном это результаты эмпирических исследований, которые отражают связь ИЗ с некоторыми личностными характеристиками (признаками): стрессоустойчивостью, силой воли, конфликтностью, агрессивностью, самооценкой, уверенностью в себе и т. д. [17-19]. Поиск физиологических путей, посредством которых Интернет может влиять на структуру, функции и когнитивное развитие мозга, в настоящее время только исследуется и до конца не раскрыт. Во множестве исследований последних лет [6, 14, 15] отмечается значение нейробиологических факторов в формировании ИЗ, выявлены межполушарные различия у ИЗ взрослых людей [7], отмечается значение различных нейропсихологических нарушений среди ИЗ подростков [5]. Известно, что в основе формирования любого вида зависимости лежат изменения в функционировании головного мозга [8], поэтому выявление наиболее чувствительных его отделов, функции которых в первую очередь подвержены влиянию аддиктивных факторов, является актуальной задачей и в дальнейшем позволит минимизировать потенциально неблагоприятные последствия. Целью работы явилось изучение особенностей биоэлектрической активности головного мозга у подростков с различным риском развития Интернет-зависимости. Методы Проведено поперечное исследование, в котором приняли участие 55 практически здоровых подростков (1-2 групп диспансерного наблюдения), учащиеся МОУ «Гимназия г. Надым» Ямало-Ненецкого автономного округа Российской Федерации. Испытуемых лиц выбирали на добровольной основе, критериями включения при первичном отборе являлись: возраст 16-17 лет, рождение и постоянное проживание в указанном северном районе; критерием исключения служило наличие в анамнезе травм головного мозга, неврологических и психических нарушений. Предварительный анализ выборок не выявил выраженных половых различий изучаемых показателей, что позволило объединить данные по лицам мужского и женского пола. Соотношение юношей и девушек в различных возрастных группах составило: 16 лет - 10 / 14; 17 лет - 14 / 17. От всех подростков и их родителей было получено письменное информированное согласие на участие в исследовании, одобренном комиссией по биомедицинской этике Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики им. акад. Н. П. Лавёрова УрО РАН (протокол № 3 от 12.02.2020). Исследование осуществлялось с соблюдением этических норм, изложенных в Хельсинкской декларации и директивах Европейского сообщества (8/609ЕС). Исследования проводили в комфортной, привычной для испытуемых обстановке в период с 9 до 14 часов. На первом этапе были уточнены факторы, связанные с развитием ИЗ, деятельность подростков в сети Интернет носила смешанный характер: сервисы онлайн-общения, потребности школьной программы, онлайн-игры. Диагностику ИЗ поведения проводили по шкалам теста Чена (Chen Internet Addiction Scale - CIAS) [11] в адаптированной русскоязычной версии В. Л. Малыгина с соавт. [6]. Опросник состоял из 26 вопросов; обследуемые, набравшие 27-42 баллов, характеризовались минимальным риском возникновения ИЗ, при 43-64 баллах констатировали склонность к возникновению ИЗ, от 65 и выше - выраженный и устойчивый паттерн (сформированная) ИЗ. Оценочные шкалы теста CIAS - Com (компульсивные симптомы), Wit (симптомы отмены), Tol (симптомы толерантности), IH (внутриличностные проблемы и проблемы со здоровьем), TM (проблемы с управлением временем). На втором этапе всем испытуемым регистрировали электроэнцефалограмму (ЭЭГ) в течение 2 мин в положении сидя, в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами, на электроэнцефалографе «Нейрон-Спектр-4/ВПМ» («Нейрософт», г. Иваново) монополярно от 16 стандартных отведений, электроды устанавливали по международной системе «10-20» с ушными референтными электродами. При оценке ЭЭГ выделяли безартефактные отрезки записи длительностью 60 сек на каждом этапе исследования, спектр анализировали по тета- (4,0-6,9 Гц), альфа-(7,0-12,9 Гц), бета1- (13-24 Гц) диапазонам. Для количественной оценки спектра ЭЭГ в каждом частотном диапазоне проводили усрёдненную для каждого испытуемого оценку значений полной мощности (мкВ2). Полученные результаты обрабатывали при помощи компьютерного пакета прикладных программ Statistica v. 10.0 (StatSoft Inc., США). В связи с тем, что в большинстве случаев распределение признаков в выборках не подчинялось закону нормального распределения (оценка по критерию Шапиро-Уилка), 22 Ekologiya cheloveka (Human Ecology) 2021, б, pp. 21-27 Original Articles статистическую обработку проводили непараметрическими методами, учитывали медиану (Ме), нижний и верхний квартили (25-75 перцентили). Для проверки статистической гипотезы разности значений использовали критерий Манна-Уитни для двух независимых групп, Краскела-Уоллиса для нескольких независимых групп. Корреляционный анализ параметров проводили с учётом ранговой корреляции по Спирмену (rS). Критическим уровнем значимости при проверке статистических гипотез принимали p < 0,05. Результаты Общая выборка обследуемых подростков была разделена на три группы в соответствии с количеством баллов, набранных ими при анкетировании с использованием шкал теста CIAS. В I группу с минимальным риском возникновения ИЗ вошли 14 человек (25,5 %), Ме (25-75 перц.) баллов по шкалам теста CIAS составляла 38,0 (34,5-40,8). Во II группу со склонностью к возникновению ИЗ вошли 35 человек (63,6 %), 50,0 (46,5-55,0) баллов. В III группу с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ вошли 6 человек (10,9 %), 72,0 (69,0-77,3) баллов. Все три группы значимо отличались друг от друга по данному признаку (p < 0,001) (рис. 1). При анализе уровней спектральной мощности основных частотных диапазонов ЭЭГ не выявлено выраженных статистически значимых отличий между обследуемыми группами подростков с различным риском Интернет-зависимости (p > 0,05) (рис. 2). Мощность тета-ритма одинаково сильно распространена по конвекситальной поверхности скальпа в переднезаднем направлении, в представленности альфа- и бета1-активности сохранены зональные отличия. В то же время показана относительно более высокая тета-составляющая спектра в лобно-центральных отделах и более низкая альфа-составляющая в затылочных отделах у лиц со склонностью к возникновению ИЗ. Рис. 1. Распределение уровней оценочных шкал теста CIAS у подростков с различным риском Интернет-зависимости (ИЗ) Примечания: Белые столбики - группа с минимальным риском ИЗ (I); светло-серые столбики - группа со склонностью к возникновению ИЗ (II); тёмно-серые столбики - группа с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ (III). Статистически значимое отличие между всеми тремя группами в пределах каждого представленного показателя выявлено на уровне p < 0,001. На основании визуального анализа фоновой ЭЭГ у обследованных подростков были выявлены характерные варианты её структуры (рис. 3). Наибольшим разнообразием церебральных паттернов представлена группа со склонностью к возникновению ИЗ (четыре типа) [2], наименьшим - группа с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ (один тип). Во всех группах подростков преобладал I тип ЭЭГ с организованной альфа-активностью (54-100 %), причём доля лиц, попадающих в этот тип, была максимальной среди лиц с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ. Лица со II типом гиперсинхронной Рис. 2. Уровни спектральной мощности (мкВ2) основных частотных диапазонов ЭЭГ у подростков с различным риском Интернет-зависимости (ИЗ) Примечания: F3, F4, С3, С4, Т3, Т4, O1, O2 - левые и правые лобные, центральные, височные и затылочные отведения ЭЭГ. Белые столбики - группа с минимальным риском ИЗ (I); светло-серые столбики - группа со склонностью к возникновению ИЗ (II); тёмно-серые столбики - группа с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ (III). Статистически значимых отличий между показателями спектральной мощности ЭЭГ в разных группах выявлено не было. 23 Оригинальные статьи Экология человека 2021, № б, с. 21-27 Рис. 3. Долевое соотношение подростков с разными типами ЭЭГ (по классификации Е. А. Жирмунской) в группах с различным риском Интернет-зависимости (ИЗ) Рис. 4. Корреляционные связи показателей оценочных шкал теста CIAS и параметров спектральной мощности основных частотных диапазонов ЭЭГ у подростков с различным риском Интернет-зависимости (ИЗ) Примечания: Сплошная линия - положительная корреляционная связь, пунктирная линия - отрицательная связь. Оценочные шкалы теста CIAS - Com (компульсивные симптомы), Wit (симптомы отмены), IH (внутриличностные проблемы и проблемы со здоровьем), TM (проблемы с управлением временем). Диапазоны ЭЭГ: 0 - тета, а - альфа, ß - бета!. F3, F4, С3, С4, Т3, Т4, Oу, O2 - левые и правые лобные, центральные, височные и затылочные отведения ЭЭГ. ЭЭГ составляли, наоборот, наименьшую часть (14 %), данный тип встречался лишь в группе со склонностью к возникновению ИЗ. Лица, вошедшие в III тип ЭЭГ с десинхронным, ослабленным альфа-ритмом, преобладали среди подростков группы с минимальным риском ИЗ (21 %), их доля в 1,5 раза превышала таковую у сверстников со склонностью к возникновению ИЗ. Лица IV типа с дезорганизованной высокоамплитудной альфа-активностью и присутствием большого количества тета-волн выявлены лишь в группе со склонностью к возникновению ИЗ (18 %). Лиц V типа с преобладанием тета- и дельта-активности в ЭЭГ-паттерне среди обследованных подростков выявлено не было. При анализе корреляций параметров спектральной мощности основных частотных диапазонов ЭЭГ и показателей оценочных шкал теста CIAS наибольшее число связей в сравнении с другими группами выявлено у подростков с минимальным риском ИЗ (рис. 4). У них отмечены значимые отрицательные связи показателей шкалы компульсивных симптомов (Com) с показателями мощности в стандартных отведениях ЭЭГ - тета-активности в левых (r = - 0,57, p = 0,031) и правых (r = -0,65, p = 0,011) затылочных отведениях; альфа-активности в правых лобных (r = -0,55, p = 0,041), центральных (r = - 0,54, p = 0,045) и височных (r = -0,55, p = 0,041) отведениях; бета-активности в левых (r = -0,69, p = 0,006) и правых (r = -0,71, p = 0,004) лобных отведениях, в левых (r = -0,59, p = 0,023) и правых (r = -0,73, p = 0,003) центральных отведениях и в правом затылочном отведении (r = -0,57, p = 0,033). У подростков со склонностью к возникновению ИЗ значимые отрицательные корреляционные связи выявлены у показателей шкалы симптомов отмены (Wit) с показателями мощности тета-активности ЭЭГ в левых лобных отведениях (r = -0,37, p = 0,027), а также в левых (r = -0,39, p = 0,021) и правых (r = -0,35, p = 0,036) центральных отведениях. В группе подростков с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ отмечены значимые положительные связи показателей шкалы внутриличностных проблем и проблем со здоровьем (IH) с показателями мощности бета-активности ЭЭГ в левых (r = 0,85, p = 0,030) и правых (r = 0,85, p = 0,030) центральных отведениях, а также показателей шкалы проблем управления временем (TM) с показателями мощности бета-активности ЭЭГ в левых (r = 0,88, p = 0,020) и правых (r = 0,88, p = 0,020) затылочных отведениях. 24 Ekologiya cheloveka (Human Ecology) 2021, 6, pp. 21-27 Original Articles Обсуждение результатов Оценочные шкалы теста CIAS позволяют не просто диагностировать предполагаемый факт наличия / отсутствия Интернет-зависимого поведения, но и качественно определить выраженность тех или иных симптомов, характеризующих паттерн аддиктивного поведения. Каждая шкала определяет изолированный симптом / свойство путём получения ответов на вопросы, относимые к определяемому свойству. Так как каждая отдельная оценочная шкала является составной частью общей шкалы CIAS, то распределение их уровней в нашем исследовании совпадает с распределением уровней общей шкалы, с минимумом значений у подростков I группы и максимумом у подростков III группы (р < 0,001). Рассмотренные количественные методы анализа ЭЭГ, с одной стороны, позволяют унифицировано подойти к оценке соответствия подростковой ЭЭГ возрастной норме, максимально нивелируя субъективный фактор. С другой стороны, в результате использования количественного описания структуры ЭЭГ теряется связь между электроэнцефалографи-ческими феноменами и функциональным состоянием мозга в целом и его отдельными системами. Главным образом это касается функционального состояния глубинных подкорковых структур, активность которых проявляется на ЭЭГ в виде особых паттернов [3]. Предложенные ещё в 1963 году Е. А. Жирмунской пять основных типов ЭЭГ сгруппированы в соответствии с критериями частоты и организации ритмов, степени и характера представленности целостного паттерна ЭЭГ [2]. Эти типы всё же носят условный характер при описании подростковой ЭЭГ, учитывая ещё не закончившийся процесс созревания стволовокорковых взаимоотношений и продолжающееся при этом формирование организованного паттерна ЭЭГ. В нашей работе мы используем данную модифицированную типизацию лишь в сравнительном аспекте с целью демонстрации характерных отличий в нативной фоновой ЭЭГ у подростков и без подразделения на более узкие группы внутри каждого типа. Таким образом, у обследованных подростков групп с минимальным риском ИЗ и с выраженным паттерном ИЗ к старшему школьному возрасту отмечается относительное возрастное «созревание» основного ритма электрической активности мозга, отсутствуют лица с гиперсинхронными вариантами активности и с выраженной дезорганизованной ЭЭГ. При этом лишь чуть больше половины их сверстников из группы со склонностью к возникновению ИЗ обладают сформированной организованной альфа-активностью, и почти в равных долях у них сохраняется выявление лиц с гиперсинхронным, ослабленным и дезорганизованным основным ритмом. Зачастую гиперсинхронный тип ЭЭГ сопровождался у данных подростков пароксизмальными формами активности в виде заостренных волн, а также билатерально-синхронных разрядов в тета- и альфа-диапазонах с амплитудой в 1,5-2 раза превышающей фоновую. Как указывалось ранее, на личие значительной доли лиц с дезорганизованным типом ЭЭГ может свидетельствовать о продлённых сроках возрастного формирования ритмозадающих структур головного мозга, а также о повышенной активности подкорковых структур мозга в дискомфортных условиях Севера [1]. Наблюдается определённая гетерохрония формирования паттерна ЭЭГ среди обследованных нами сверстников старшего школьного возраста. В литературе имеется достаточное количество данных, позволяющих по локальным и пространственным особенностям спектральной мощности ЭЭГ судить о соответствии амплитудно-частотных параметров тому или иному возрасту детей и подростков, о наличии задержек морфофункционального созревания мозга или отклонениях в развитии [1, 9]. В указанных источниках топические особенности в динамике амплитудно-частотных перестроек демонстрируют уменьшение с возрастом спектральной мощности потенциалов в тета-диапазоне частот для всех отведений ЭЭГ, но наиболее выраженном в лобных и центральных отведениях. Выявленная нами относительно более высокая тета-активность в лобно-центральных отделах, более низкая альфа-активность в затылочных отделах, наличие гиперсинхронных и дезорганизованных типов ЭЭГ у подростков группы со склонностью к возникновению ИЗ позволяет заподозрить определённую степень ирритации (чрезмерного возбуждения) структур лимбико-диэнцефального уровня, предположительно в связи с перенапряжением работы функциональных систем, обеспечивающих процессы зависимости от Интернета и ведущие к психологическому дискомфорту [7]. У подростков с минимальным риском ИЗ показана достаточная «зрелость» альфа-ритма и его зонального градиента, снижение доминирующего влияния медленно-волновой активности и умеренно выраженная высокочастотная активность, что соответствует более оптимальному соотношению восходящих активирующих (тонизирующих) влияний на кору со стороны структур ретикулярной формации и активности диэнцефальных (в том числе гипоталами-ческих) структур [3]. В то же время хорошая сформированность ЭЭГ у подростков с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ может быть обусловлена уже достигнутой у них психоэмоциональной компенсацией аддиктивного поведения и адаптированностью нейрофизиологических механизмов к избыточному использованию Интернет-ресурсов [5, 8], не затрудняющих в настоящее время нормальное развитие электрогенеза мозга. Компульсивные симптомы ИЗ (Com) являются системообразующими, ключевыми факторами зависимого поведения и имеют высокий диагностический потенциал. С одной стороны, человек испытывает радость и удовольствие от использования Интернета, с другой - у него возникает чувство беспомощности в преодолении тяги к Интернету [4, 14]. По-видимому, эта внутренняя борьба между влечением к удовольствиям и ответственностью за последствия приводит к 25 Оригинальные статьи Экология человека 2021, № б, с. 21-27 повышению пластичности психо-нейро-висцеральных связей и увеличению количества межсистемных взаимодействий у подростков с минимальным риском ИЗ. Достаточная выраженность альфа-активности у этих подростков, адекватный баланс медленных и быстрых волн, а также наличие отрицательных корреляционных связей компульсивных симптомов со всеми видами мозговой активности практически по всей конвекситальной поверхности скальпа свидетельствует о значительной общегрупповой устойчивости этих лиц к различным состояниям зависимости. Можно предположить, что вовлечение максимального числа церебральных структур целесообразно с позиции сохранения большего числа биологических свобод, более гибких вариантов приспособительных реакций мозга к внешним воздействиям. Характерными показателями шкалы симптомов отмены (Wit) являются преимущественно негативно проявляемые эмоции человека - чувство дискомфорта, тревоги, переживания, усталость, угнетение или раздражение при отсутствии доступа к Интернету [5, 13]. Известно, что генез тета-ритма обусловливается в основном гиппокампально-кортикальной системой, наиболее ориентированной на приём и обработку информации от внутренней среды организма и психоэмоционального состояния [3]. С учётом этих двух факторов показанные корреляционные связи в группе подростков со склонностью к возникновению ИЗ лишь дополняют причины некоторой активизации глубинных подкорковых структур (тета-активность в лобно-центральных отделах), выявленной при визуальном и спектральном анализе фоновой ЭЭГ, в ответ на повышение уровня тревожности и эмоционального напряжения у части обследованных подростков со склонностью к возникновению ИЗ. Очевидно, что длительное пребывание в Интернете, как и любая другая когнитивная деятельность, может приводить к возбуждению нейрональных структур, ответственных за сосредоточение и поисковую активность в новых условиях и стимулированию бета-активности. В то же время известно, что механизмы бета-колебаний могут определяться свойствами не только нейронов коры, но и таламуса, а также внутрикорковыми и таламокортикальными взаимодействиями, кроме того, существуют данные о генерации бета;-ритма в гиппокампе [12]. Внутри-личностные проблемы, проблемы со здоровьем (IH), а также проблемы с управлением временем (TM) являются дополнительными критериями негативных последствий использования Интернета. Зависимый человек не осознаёт, что чрезмерное использование Интернета отрицательно влияет на его отношения с социумом и семьёй, приводит к возникновению усталости и ухудшению здоровья, нехватке времени на отдых и сон [4, 16]. Это вызывает определённый психологический дискомфорт и приводит к вовлечению сенсомоторной коры и медиабазальных эмоциогенных структур, что в итоге дополнительно увеличивает бета-активность у представителей группы с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ (см. рис. 2). Есть основания полагать, что симптомы «отмены» от ограничения доступа к Интернет-ресурсам у подростков-северян будут выражены в большей степени, чем у сверстников, проживающих в более комфортных климатических условиях. А возрастающая потребность обучающихся в использовании Интернет-ресурсов в эпоху дистанционных технологий обучения в современной сложной эпидемиологической обстановке будет вносить свои коррективы в изучение этого сложного патофизиологического состояния - Интернет-зависимости. Таким образом, в исследуемой выборке старшеклассников, проживающих в населённом пункте арктического региона Российской Федерации, выявлено лишь 10,9 % лиц с выраженным и устойчивым паттерном ИЗ, четверть обследованных характеризовались минимальным риском её возникновения (25,5 %), а преобладали подростки со склонностью к возникновению ИЗ (63,6 %). При этом к старшему школьному возрасту организованной альфа-активностью ЭЭГ характеризовались 79 % подростков с минимальным риском ИЗ и 100 % - с выраженным паттерном ИЗ при отсутствии у них гиперсинхронных вариантов активности и выраженной дезорганизованной ЭЭГ, что соответствует более оптимальному возрастному соотношению восходящих активирующих влияний на кору мозга со стороны структур ретикулярной формации и активности диэнцефальных структур. В группе лиц с минимальным риском возникновения ИЗ показано также большое количество отрицательных корреляционных связей компульсивных симптомов ИЗ со всеми видами мозговой активности практически по всей конвекситальной поверхности скальпа, что может свидетельствовать о значительной общегрупповой устойчивости этих лиц к различным состояниям зависимости. В то же время лишь 54 % сверстников из группы со склонностью к возникновению ИЗ обладают сформированной организованной альфа-активностью, и почти в равных долях у них сохраняется выявление лиц с гиперсинхронным (14 %), ослабленным (14 %) и дезорганизованным (18 %) основным ритмом. Дезорганизованная ЭЭГ с присутствием большого количества тета-волн в лобно-центральных отделах мозга у подростков данной группы может свидетельствовать об излишнем возбуждении структур лимбико-диэнцефального уровня, ведущем к пролонгации сроков возрастного формирования мозговой активности, а корреляционные связи показателей шкалы симптомов отмены и тета-активности ЭЭГ демонстрируют определённый психологический дискомфорт при затруднении доступа к Интернет-ресурсам.

About the authors

D. B. Demin

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: denisdemin@mail.ru
Arkhangelsk, Russia

References

Supplementary files