Чрезмерное использование Интернета может приводить к интернет-зависимости (ИЗ), вызывающей различные психоэмоциональные расстройства и негативное восприятие перспектив своего личностного развития [1]. По данным российских исследователей, распространенность ИЗ среди подростков достигает 22,6% [2]. ИЗ может значимо трансформировать показатели их здоровья, так как в подростковый возрастной период происходит активное становление эндокринной системы и формирование функциональных связей в коре головного мозга [3, 4]. Физиологические пути, посредством которых Интернет может влиять на структуру, функции и когнитивное развитие мозга, в настоящее время только исследуются и до конца не раскрыты. В исследованиях последних лет [5—7] отмечается значение нейробиологических факторов в формировании ИЗ, выявлены межполушарные различия при ИЗ у взрослых людей [8], выявляются различные нейропсихологические нарушения при ИЗ у подростков [2]. Формирование ИЗ у подростков имеет многофакторный генез. Помимо указанных социальных факторов наши предыдущие исследования [4, 9] свидетельствуют о том, что в условиях более выраженного климатического дискомфорта на Севере у подростков существует неравномерность темпов онтогенетической эволюции функций и гетерохронность формирования нейрофизиологических механизмов, определяющих возрастные особенности когнитивных процессов. Есть основания полагать, что симптомы ИЗ у подростков-северян выражены в большей степени, чем у сверстников, проживающих в более комфортной, южной, климатической зоне. Поэтому поиск и оценка наиболее чувствительных отделов головного мозга, функции которых в первую очередь подвержены влиянию как социальных, так и климатических факторов окружающей среды, являются актуальными, в дальнейшем это позволит минимизировать потенциально неблагоприятные последствия. Цель работы — сравнительная оценка электроэнцефалографических особенностей у подростков, имеющих различный риск развития интернет-зависимости, с учетом их проживания в северном и южном регионах.
Материал и методы
Проведено поперечное исследование, в котором приняли участие 110 практически здоровых подростков, проживающих в северном и южном регионах РФ, — ученики средних общеобразовательных учреждений г. Надым (Ямало-Ненецкий автономный округ) (n=55) и г. Симферополь (Республика Крым) (n=55). Испытуемых лиц выбирали на добровольной основе.
Критерии включения: возраст 16—17 лет, рождение и постоянное проживание в указанных регионах, а также принадлежность к восточнославянской этнической группе (по данным анкетного опроса этническая принадлежность устанавливалась до 4-й степени родства), подписание информированного согласия на участие в исследовании.
Критерии исключения: наличие в анамнезе травм головного мозга, неврологические и психические нарушения.
Предварительный анализ выборок не выявил выраженных половых различий изучаемых показателей, что позволило объединить данные по лицам мужского и женского пола. От всех подростков и их родителей получено письменное информированное согласие на участие в исследовании, одобренном комиссией по биомедицинской этике Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики им. акад. Н.П. Лаверова УрО РАН (протокол №3 от 12.02.20). Исследование проводили с соблюдением этических норм, изложенных в Хельсинкской декларации и директивах Европейского сообщества (8/609ЕС).
Исследование проводили в комфортной, привычной для испытуемых обстановке в период с 9 до 14 ч. 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) [10] в адаптированной, русскоязычной, версии В.Л. Малыгина и соавт. [5]. Опросник состоит из 26 вопросов, обследуемые, набравшие 26—42 балла, характеризуются минимальным риском возникновения ИЗ, при сумме 43—64 балла констатируется склонность к возникновению ИЗ, при сумме 65 баллов и выше — наличие сформированной ИЗ.
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», 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 с на каждом этапе исследования, спектр анализировали по θ-диапазону (4—8 Гц), α-диапазону (8—13 Гц), β1-диапазону (14—24 Гц). Для количественной оценки спектра ЭЭГ в каждом частотном диапазоне проводили усредненную 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), статистическую обработку проводили непараметрическими методами, учитывали медиану (Ме), нижний и верхний квартили (25—75-й перцентили). Для проверки статистической гипотезы разности значений использовали критерий Манна—Уитни для двух независимых групп, Краскела—Уоллиса для нескольких независимых групп. Критическим уровнем значимости при проверке статистических гипотез принимали p<0,05.
Результаты и обсуждение
Общая выборка обследуемых подростков в каждом регионе была разделена на три группы в соответствии с количеством баллов, набранных ими при анкетировании с использованием шкал теста CIAS. В северном (N) регионе в I-N группу, с минимальным риском возникновения ИЗ, вошли 14 (25,5%) человек, Me (25—75 перц.) по шкалам теста CIAS составляла 38,0 (34,5—40,8) балла. Во II-N группу, со склонностью к возникновению ИЗ, вошли 35 (63,6%) человек, 50,0 (46,5—55,0) балла. В III-N группу, со сформированным паттерном ИЗ, вошли 6 (10,9%) человек, 72,0 (69,0—77,3) балла. Аналогично были сформированы группы в южном (S) регионе: в I-S группу вошел 21 (38,2%) человек, 34,0 (31,0—39,0) балла; во II-S группу вошли 26 (47,3%) человек, 50,0 (48,0—56,0) балла; в III-S группу вошли 8 (14,5%) человек, 68,0 (66,8—70,3) балла. Все три группы в каждом из указанных регионов значимо различались между собой по исследуемому признаку (p<0,001).
При анализе уровней спектральной мощности основных частотных диапазонов ЭЭГ выявлены определенные различия как между группами подростков с различным риском интернет-зависимости внутри одного региона, так и между однотипными группами подростков в разных регионах (см. рисунок).
Рис. Уровни спектральной мощности (мкВ2) основных частотных диапазонов ЭЭГ у подростков с различным риском интернет-зависимости (ИЗ), проживающих в северном (N) и южном (S) регионах.
F3, F4, C3, C4, T3, T4, O1, O2 — левые и правые лобные, центральные, височные и затылочные отведения ЭЭГ. Статистически значимые различия между группами подростков с одинаковым уровнем ИЗ, проживающих в разных регионах: * — p<0,05; ** — p<0,01; ▲ — между группами I и II в одном регионе проживания; ʘ — между группами I и III в одном регионе проживания; □ — между группами II и III в одном регионе проживания.
Fig. Spectral power (μV2) values of the basic EEG frequency bands in adolescents with different risk of the Internet addiction (IA) living in the Northern (N) and Southern (S) regions.
F3, F4, C3, C4, T3, T4, O1, O2 — left and right frontal, central, temporal and occipital EEG points. Statistically significant difference between groups of adolescents living in the different regions and with the same level of the IA: * — p<0.05; ** — p<0.01; ▲ — between I and II group in the same region; ʘ — between I and III group in the same region; □ — between II and III group in the same region.
Мощность θ-ритма у обследованных подростков одинаково сильно распространена по конвекситальной поверхности скальпа в передне-заднем направлении и в 2—3 раза ниже в височных областях. В северном регионе отмечены относительно более высокие показатели мощности в группе со склонностью к возникновению ИЗ (II-N), наиболее значимые отличия между I-N и II-N группами отмечены для левой височной области (p<0,05). В южном регионе показатели мощности θ-ритма в аналогичной группе (II-S) значимо выше, чем в группе с минимальным риском возникновения ИЗ (I-S), в обеих центральных областях (p<0,05—0,01). Наиболее высокая мощность ЭЭГ в θ-диапазоне отмечена для группы со сформированной ИЗ (III-S), значимые отличия в сравнении с I-S группой выявлены для левой центральной области (p<0,05). В целом при сравнении однотипных групп северного и южного регионов в южной группе со склонностью к возникновению ИЗ (II-S) отмечены более низкие показатели мощности θ-ритма по всем отведениям ЭЭГ, особенно в левой центральной области (p<0,05), а в южной группе со сформированной ИЗ (III-S) более низкая мощность отмечена в левой затылочной области (p<0,05).
В представленности α-ритма у обследованных подростков сохранены зональные отличия. В северном регионе минимальная α-составляющая в затылочных отделах выявлена в группе со склонностью к возникновению ИЗ (II-N), а максимальная — в группе со сформированной ИЗ (III-N), при этом наиболее значимые отличия между этими группами показаны для левых затылочной (p<0,05) и височной (p<0,05), а также для обеих лобных областей (p<0,05). В южном регионе для мощности α-активности выявлены сходные различия между указанными группами, при этом наиболее высокие показатели отмечены для III-S группы в правой височной области (p<0,05). В однотипных группах южного региона при сравнении с северным выявлены более низкие значения мощности α-ритма — по аналогии с показателями медленноволновой активности. Наиболее значимые межрегиональные отличия показаны для левой и правой височных областей в группах I-S и II-S (p<0,05), а также для лобных областей в группах II-S и III-S (p<0,05—0,01).
Спектральная мощность β1-активности у обследованных подростков также преобладает в задних отделах скальпа. В северном регионе отмечена тенденция к нарастанию данной мощности в группах от минимальной до сформированной ИЗ, но значимых изменений не выявлено. В южном регионе наблюдается схожая тенденция со значимо более высокими показателями мощности β1-активности в группе III-S в сравнении с группой I-S в левой затылочной (p<0,05) и обеих центральных областях (p<0,05—0,01), а также в сравнении с группой II-S в правой центральной (p<0,05) и левой лобной областях (p<0,05). Значимые межрегиональные отличия показаны для левой лобной области (p<0,05) между группами со склонностью к возникновению ИЗ (II-N и II-S).
Наблюдается определенная гетерохрония формирования паттерна ЭЭГ среди обследованных нами сверстников старшего школьного возраста, проживающих в северном и южном регионах. На основании визуального анализа фоновой ЭЭГ у обследованных подростков-северян с минимальным риском ИЗ к старшему школьному возрасту в 80% случаев 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 α-активностью, и почти в равных долях (14—18%) у них отмечаются случаи гиперсинхронного, ослабленного и дезорганизованного основного ритма. Зачастую гиперсинхронный тип ЭЭГ сопровождался у данных подростков пароксизмальными формами активности в виде заостренных волн, а также билатерально-синхронных разрядов в θ-диапазоне и α-диапазоне с амплитудой, в 1,5—2 раза превышающей фоновую. Как указывалось ранее, наличие значительной доли лиц с дезорганизованным типом ЭЭГ может свидетельствовать о продленных сроках возрастного формирования ритмозадающих структур головного мозга, а также о повышенной активности подкорковых структур мозга в дискомфортных условиях Севера [9].
У подростков южного региона организованный, регулярный характер ЭЭГ, указывающий на относительно нормальное функциональное состояние мозга, встречался в подавляющем большинстве случаев — это более 85% общей выборки обследованных лиц. Единичные случаи гиперсинхронного типа ЭЭГ встречались лишь в группе со сформированной ИЗ, ослабленный и дезорганизованный типы ЭЭГ в равных долях (около 10%) встречались в группах с минимальным риском возникновения ИЗ и со склонностью к возникновению ИЗ.
Таким образом, на основании как визуального анализа ЭЭГ, так и локальных и пространственных особенностей спектральной мощности ЭЭГ можно предположить наличие определенных задержек морфофункционального созревания мозга у обследованных подростков северного региона по сравнению с южным в группах со склонностью к возникновению ИЗ и со сформированной ИЗ.
У подростков с минимальным риском ИЗ (I-N и I-S) показаны достаточная «зрелость» α-ритма и его зонального градиента, снижение доминирующего влияния медленноволновой 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 гипоталамических) структур [8].
Выявленная относительно более высокая θ-активность в лобно-центральных отделах, более низкая α-активность в затылочных отделах, наличие гиперсинхронных и дезорганизованных типов ЭЭГ у подростков групп со склонностью к возникновению ИЗ (II-N и II-S) позволяет заподозрить определенную степень ирритации (чрезмерного возбуждения) структур лимбико-диэнцефального уровня, предположительно, в связи с перенапряжением работы функциональных систем, обеспечивающих процессы зависимости от Интернета, что ведет к психологическому дискомфорту [8]. Кроме того, преобладание медленноволновой активности в рисунке текущей ЭЭГ может быть связано с временным локальным снижением мозгового кровотока психогенного генеза [6].
Таким образом, в исследуемых равных выборках старшеклассников, проживающих в северном и южном регионах РФ, выявлено наименьшее количество лиц со сформированной ИЗ — 10,9% и 14,5% лиц соответственно. Минимальным риском возникновения ИЗ характеризовались 25,5% лиц северного региона и 38,2% южного региона. Преобладали в общих выборках лица со склонностью к возникновению ИЗ — это 63,6% в северном регионе и 47,3% в южном регионе. Отмечена тенденция к нарастанию мощности изучаемых диапазонов ЭЭГ при увеличении риска ИЗ. В обоих регионах наиболее высокая мощность θ-диапазона выявлена в центральных и левом височном отделах у представителей группы со склонностью к возникновению ИЗ, что может демонстрировать определенный психологический дискомфорт при затруднении доступа к интернет-ресурсам. Дезорганизованная ЭЭГ с присутствием большого количества θ-волн в лобно-центрально-височных отделах мозга у подростков-северян группы со склонностью к возникновению ИЗ, а также присутствие гиперсинхронной α-активности в обеих лобных, левых височной и затылочной областях у представителей группы со сформированной ИЗ могут свидетельствовать об излишнем возбуждении структур лимбико-диэнцефального уровня у этих лиц, ведущем к пролонгации сроков возрастного формирования мозговой активности. При этом у сверстников из южного региона в большинстве случаев встречался организованный, регулярный характер ЭЭГ, что соответствует более оптимальному возрастному созреванию стволово-корковых взаимоотношений. У представителей группы со сформированной ИЗ южного региона выявлена наибольшая мощность центральных, левых лобного и затылочного отделов в β1-диапазоне, что, вероятно, вызвано стимуляцией сенсомоторной коры и медиабазальных эмоциогенных структур в результате чрезмерного использования Интернета.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №20-013-00060.
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
The author declares no conflicts of interest.