Сравнительная оценка ЭЭГ-характеристик у подростков с различным риском интернет-зависимости, проживающих в северном и южном регионах

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.

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.

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.

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.