Организация мозговой активности при мысленном проговаривании слов у мужчин и женщин

Автор: Кривко Е.М., Бахтин О.М., Кирой В.Н., Лазуренко Д.М., Шапошников Д.Г.

Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu

Рубрика: Физиология

Статья в выпуске: 2, 2022 года.

Бесплатный доступ

Цель работы - изучение гендерных различий в паттернах когерентности ЭЭГ, связанных с мысленным проговариванием слов. Материалы и методы. На 10 юношах и 10 девушках в возрасте 21±0,3 года исследовалось влияние гендерных различий на характеристики паттернов пространственной синхронизации ЭЭГ, ассоциированных с мысленным проговариванием слов, обозначающих направления в пространстве: вверх, вниз, влево, вправо, вперед, назад. Результаты. Показано, что у юношей наблюдается доминирование левого, тогда как у девушек -правого полушария, где формируются специфические паттерны когерентности ЭЭГ. Дискриминация мысленно произносимых слов по значениям когерентности ЭЭГ у юношей эффективно реализуется по паттернам когерентности, формирующимся отдельно как в левом, так и правом полушариях, тогда как у девушек - только при учете паттернов когерентности обоих полушарий. Наличие гендерных особенностей в структурно-функциональной организации мозга и характеристиках его биоэлектрической активности нельзя недооценивать, в частности при разработке ИМК на базе ЭЭГ и внутренней речи. Известно, что внутреннее (мысленное) проговаривание слов отражается как в собственно кортикальной, так и в поверхностно регистрируемой биоэлектрической активности мозга. Регистрация активности с использованием метода ЭЭГ имеет очевидные преимущества, однако до настоящего времени практически не известно, как внутренняя речь и ее характеристики проявляются с учетом гендерных различий. Выводы. Полученные результаты подтверждают наличие гендерных различий в ЭЭГ-характеристиках мозга при мысленном произнесения слов, обозначающих направления в пространстве.

Еще

Ээг, вербальная активность, когерентность, гендерные особенности, внутренняя речь

Короткий адрес: https://sciup.org/14124542

IDR: 14124542   |   DOI: 10.34014/2227-1848-2022-2-81-91

Список литературы Организация мозговой активности при мысленном проговаривании слов у мужчин и женщин

  • Выготский Л.С. Мышление и речь: сборник. Москва; 2020. 250.
  • Martin S., Millân José delR., KnightR., Brian T., Pasley N. The use of intracranial recordings to decode human language: Challenges and opportunities. Brain & Language. 2019; 193: 73-83.
  • Cooney C., Folli R., Coyle D. Neurolinguistics research advancing development of a direct-speech brain-computer interface. IScience. 2018; 8: 103-125.
  • Кирой В.Н., Бахтин О.М., Миняева Н.Р., Лазуренко Д.М., Асланян Е.В., Кирой Р.И. Электрографические корреляты внутренней речи. Журн. высш. нерв. деят. 2015; 65 (5): 616-625.
  • Kiroy V.N., Bakhtin O.M., Krivko E.M., Lazurenko D.M., Aslanyan E.V., Shaposhnikov D.G., Shcher-ban I. V. Spoken and Inner Speech-related EEG Connectivity in Different Spatial Direction. Biomedical Signal Processing and Control. 2022; 71: 103-224. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bspc.2021.103224.
  • De Lima Xavier L., Hanekamp S., Simonyan K. Sexual dimorphism within brain regions controlling speech production. Frontiers in neuroscience. 2019; 13: 795.
  • McGlone J. Sex differences in functional brain asymmetry. Cortex. 1978; 14 (1): 122-128.
  • McGlone J. Sex differences in human brain asymmetry: A critical survey. Behavioral and brain sciences. 1980; 3 (2): 215-227.
  • Obleser J. Gender differences in functional hemispheric asymmetry during processing of vowels as reflected by the human brain magnetic response. Neuroscience letters. 2001; 314 (3): 131-134.
  • Frost J.A. Language processing is strongly left lateralized in both sexes: Evidence from functional MRI. Brain. 1999; 122 (2): 199-208.
  • Gong G., He Y., Evans A.C. Brain connectivity: gender makes a difference. The Neuroscientist. 2011; 17 (5): 575-591.
  • Боголепова И.Н., Агапов П.А., Малофеева И.Г., Пилецкая И.А. Межполушарная асимметрия передней лимбической области коры мозга человека. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2021; 5: 7-11.
  • Moctezuma L.A., MolinasM. Sex differences observed in a study of EEG of linguistic activity and resting-state: Exploring optimal EEG channel configurations. 7th International Winter Conference on Brain-Computer Interface (BCI). 2019; 6: 1-6.
  • Hirnstein M., Hugdahl K., Hausmann M. Cognitive sex differences and hemispheric asymmetry: A critical review of 40 years of research. Laterality: Asymmetries of Body, Brain and Cognition. 2019; 24 (2): 204-252.
  • IngalhalikarM. Reply to Joel and Tarrasch: On misreading and shooting the messenger. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014; 111 (6): E638.
  • Scheuringer A., Harris T.A., Pletzer B. Recruiting the right hemisphere: Sex differences in inter-hemispheric communication during semantic verbal fluency. Brain and Language. 2020; 207.
  • Gur R.C., Alsop D., Glahn D., Petty R., Swanson C.L., Maldjian J.A. An fMRI study of sex differences in regional activation to a verbal and a spatial task. Brain Lang. 2000; 74: 157-170.
  • Packheiser J. A large-scale estimate on the relationship between language and motor lateralization. Scientific reports. 2020; 10 (1): 1-10.
  • Lenroot R.K., Giedd J.N. Sex differences in the adolescent brain. Brain and cognition. 2010; 72 (1): 46-55.
  • Hiscock M. Is there a sex difference in human laterality? II. An exhaustive survey of visual laterality studies from six neuropsychology journals. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 1995; 17 (4): 590-610.
  • Вольф Н.В. Половые различия функциональной организации процессов полушарной обработки речевой информации. Ростов-на-Дону: ЦВВР; 2000. 240.
  • Langrova J. Gender impact on electrophysiological activity of the brain. Physiological research. 2012; 61.
  • Thornton D. Sex differences in early sensorimotor processing for speech discrimination. Scientific reports. 2019; 9 (1): 1-13.
  • Peper J.S. Sex steroids and connectivity in the human brain: a review of neuroimaging studies. Psycho-neuroendocrinology. 2011; 36 (8): 1101-1113.
  • Sato M. The neurobiology of sex differences during language processing in healthy adults: A systematic review and a meta-analysis. Neuropsychologia. 2020; 140.
  • Qureshi M.N.I. Multiclass classification of word imagination speech with hybrid connectivity features. Transactions on Biomedical Engineering. 2017; 65 (10): 2168-2177.
  • Martin S. Decoding spectrotemporal features of overt and covert speech from the human cortex. Frontiers in neuroengineering. 2014; 7: 14.
  • Muller L. Spatial resolution dependence on spectral frequency in human speech cortex electrocorticogra-phyю. Journal of neural engineering. 2016; 13 (5): 056013.
  • Бахтин О.М., Кривко Е.М., Кирой В.Н. Электромиографические компоненты, ассоциированные с внутренней речью. Журнал медико-биологических исследований. 2020; 8 (2): 111-120.
  • FriedericiA.D. The brain basis of language processing: from structure to function. Physiological reviews. 2011; 91 (4): 1357-1392.
  • Vorontsova D. Silent EEG-Speech Recognition Using Convolutional and Recurrent Neural Network with 85 % Accuracy of 9 Words Classification. Sensors. 2021; 21 (20): 6744.
  • SimmondsA.J. Parallel systems in the control of speech. Human brain mapping. 2014; 35 (5): 1930-1943.
  • Silbert L.J. Coupled neural systems underlie the production and comprehension of naturalistic narrative speech. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014; 111 (43): E4687-E4696.
  • Geranmayeh F. Overlapping networks engaged during spoken language production and its cognitive control. Journal of Neuroscience. 2014; 34 (26): 8728-8740.
  • Simony an K., Fuertinger S. Speech networks at rest and in action: interactions between functional brain networks controlling speech production. Journal of neurophysiology. 2015; 113 (7): 2967-2978.
Еще
Статья научная