Phase interaction between high-and low-frequency EEGrhythms and their role in cognitive processes | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2012. № 3 (19).

Phase interaction between high-and low-frequency EEGrhythms and their role in cognitive processes

From 27 healthy boys and 29 girls aged 18 to 26 years investigated the intraandinterhemispheric phase of interaction between high- and low-frequency EEGrhythms of reproduction and measure short time intervals in the presence and absenceof feedback on performance. In a preliminary study investigated the verbal andnonverbal intelligence, levels of extraversion and neuroticism, particularly the lateralorganization of the brain with the definition of a leading hand and speech hemisphere.Time Intervals in the series given as non-verbal stimuli (white square with a side of2 cm, which appears in the center of a darken monitor) at another series - the figures(for measuring length of time Interval). Tested persons have been double-clicking on the«gap» to reproduce or measure time intervals. Like a feedback signal was a percentageexpressed relative error of measuring reproduction or specified time interval. EEGwere recorded using 24-channel analyzer encephalograph in the following diversionof the electrodes: Cz, Fz, Pz, F3, F4, C3, C4, P3, P4, T3, T4, T5, T6, O1, O2 inaccordance with the scheme «10-20%». To study of phase interactions between highandlow-frequency components of EEG used Wavelet and bispectral analysis calculatethe function of bicohere. As an integral characteristic of the phase-level interactionsbetween the rhythms of the EEG used half the sum of the values of this function inthe investigated frequency range of the EEG (0,5-70 Hz). To analysis of correlationsbetween the studied parameters calculated a Spearman rank correlation coefficient.To assess the influence of the investigated factors («sex», «stage of activity» «kind ofactivity») on the phase interaction using ANOVA analysis for repeated observations.Strong intra-and interhemispheric phase interaction between high-and lowfrequencyEEG rhythms was found . Most often, these interactions are observed betweengamma rhythms and low-frequency components of the EEG (0,5-30 Hz), as well asbetween different frequencies of gamma rhythm (30-70 Hz). The dependence of theinteractions in the factors «sex», « stage of activity», «kind of activity» was established.The correlation between phase-level interactions and the indicators of intelligence,extraversion, neuroticism, the lateral organization of the brain and the accuracy of timeperception. It is assumed that along with the spatial frequency synchronization of brainelectrical activity it have are an effective mechanism of functional association neurons.Obtained results and published data suggest that the investigated phase interactionsplay an important role in cognitive processes in the consciousness mechanisms. Thehigh rate of change of the detected phase interactions, and some literature data suggestthat these interactions cant be only the result of synaptic facilitation and can be as theinteractions of distant field between neurons.

Download file
Counter downloads: 194

Keywords

cognitive processes, phase interactions, high-and low-frequency EEG rhythms, когнитивные процессы, высоко- и низкочастотные ритмы ЭЭГ, фазовые взаимодействия

Authors

NameOrganizationE-mail
Bushov Yury V.National Research Tomsk State Universitybushov@bio.tsu.ru
Svetlik Michael V.Siberian State Medical University, Tomskmihasv@sibmail.com
Всего: 2

References

Сорокина Н.Д., Селицкий Г.В., Косицин Н.С. Нейробиологические исследования биоэлектрической активности мозга в диапазоне гамма-ритма у человека // Успехи физиологических наук. 2006. Т. 17, № 3. С. 3-10.
Соколов Е.Н. Проблема гештальта в нейробиологии // Журнал высшей нервной деятельности. 1996. Т. 46, № 2. С. 229-240.
Николос Дж. Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу. Издание второе. М. : Изд-во ЛКИ, 2008. 672 с.
Цукерман В.Д. Математическая модель фазового кодирования событий в мозге // Математическая биология и биоинформатика. 2006. Т. 1, № 1. С. 97.
Бушов Ю.В., Светлик М.В., Крутенкова Е.П. Межполушарные фазовые взаимодействия между высоко- и низкочастотными ритмами ЭЭГ при восприятии коротких интервалов времени // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2011. № 3 (15). С. 161-171.
Гнездицкий В.В. Обратная задача ЭЭГ и клиническая электроэнцефалография. М. : МЕДпресс-информ, 2004. 624 с.
Короновский А.А., Храмов А.Е. Непрерывный вейвлетный анализ и его приложения. М. : Физматгиз, 2003. 176 с.
Вольф Н.В. Половые различия функциональной организации процессов полушарной обработки речевой информации. Ростов на/Д : ЦВВР, 2000. 240 с.
Кок Е.П., Кочергина В.С., Якушева Л.В. Определение доминантности полушария при помощи дихотического прослушивания речи // Журнал высшей нервной деятельности. 1971. Т. 21, № 5. С. 59-72.
Айзенк Г.Ю. Классические IQ тесты. М. : ЭКСМО-Пресс, 2001. 192 с.
Лучшие психологические тесты для профотбора и профориентации. Петрозаводск : Петроком, 1992. 316 с.
Леутин В.П., Николаева Е.И. Психофизиологические механизмы адаптации и функциональная асимметрия мозга. Новосибирск : Наука, 1988. 193 с.
Думенко В.Н. Высокочастотные компоненты ЭЭГ и инструментальное обучение. М. : Наука, 2006. 151 с.
Свидерская Н.Е. Синхронная электрическая активность мозга и психические процессы. М. : Наука, 1987. 156 с.
Свидерская Н.Е., Королькова Т.А. Влияние свойств нервной системы и темперамента на пространственную организацию ЭЭГ // Журнал высшей нервной деятельности. 1996. Т. 46, № 5. С. 849-858.
Свидерская Н.Е., Королькова Т.А. Пространственная организация электрических процессов мозга: проблемы и решения // Журнал высшей нервной деятельности. 1997. Т. 47, № 5. С. 792.
McFadden J. Synchronous Firing and Its Influence on the Brain's Electromagnetic Field: Evidence for an Electromagnetic Field Theory of Consciousness // J. of Consciousness Studies. 2002. Vol. 9, № 4. P. 23-50.
Ливанов М.Н. Пространственная организация процессов головного мозга. М. : Наука, 1972. 181 с.
 Phase interaction between high-and low-frequency EEGrhythms and their role in cognitive processes | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2012. № 3 (19).

Phase interaction between high-and low-frequency EEGrhythms and their role in cognitive processes | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2012. № 3 (19).

Download full-text version
Counter downloads: 1370