Результаты оценки стандартных показателей функциональной спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона у молодых людей, проживающих в различных регионах европейской части России
- Авторы: Мулик А.Б.1, Улесикова И.В.1, Назаров Н.О.2, Кунавин М.А.3, Соловьёв А.Г.4, Шатыр Ю.А.1
-
Учреждения:
- Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
- Центр внедрения изменений Министерства здравоохранения Московской области
- Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова
- Северный государственный медицинский университет
- Выпуск: Том 31, № 11 (2024)
- Страницы: 807-818
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
- URL: https://journal-vniispk.ru/1728-0869/article/view/314556
- DOI: https://doi.org/10.17816/humeco643398
- EDN: https://elibrary.ru/EQNEBN
- ID: 314556
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. В последние годы появляются многочисленные попытки соотнесения результатов функциональной спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (fNIRS), полученных разными авторами с использованием различной приборной базы. Для достижения консенсуса в нормировании показателей fNIRS, интерпретации и воспроизведения экспериментальных данных требуется сравнительная оценка этих показателей в группах здоровых людей — жителей различных природно-климатических зон.
Цель. Охарактеризовать проявление стандартных показателей fNIRS у молодых людей, проживающих в различных условиях среды жизнедеятельности.
Материалы и методы. В исследовании приняли участие 100 клинически здоровых мужчин и женщин европеоидной расы 18–25 лет, коренных жителей трёх регионов европейской части России: Архангельской, Волгоградской областей и Республики Крым. Для оценки гемодинамического ответа коры головного мозга в ближнем инфракрасном диапазоне применяли прибор Cortivision Poton Cap C20 (Cortivision, Польша). Схема исследования включала в себя 3 этапа: 1-й этап — фон fNIRS с открытыми глазами (30ʹ); 2-й этап — предъявление теста «Простая зрительно-моторная реакция» (2ʹ) + предъявление теста «Сложная зрительно-моторная реакция» (2ʹ) + предъявление теста «Крепелин» (3ʹ); 3-й этап — постнагрузочные значения fNIRS с открытыми глазами (1ʹ). Для последующего анализа данных учитывали среднеарифметические значения показателей концентрации оксигенированного и деоксигенированного гемоглобина (ммоль/л) на этапе фона и постнагрузочных значений fNIRS.
Результаты. Сравнительный анализ региональной выраженности фоновых и постнагрузочных значений показателей fNIRS не выявил статистически значимых различий между представителями населения модельных регионов, характеризующихся существенным перепадом уровня комфортности среды обитания (Архангельская область — 6 баллов, Волгоградская область — 17 баллов, Республика Крым — 25 баллов). Вместе с тем наглядно проявляются различия фоновой выраженности показателей fNIRS между выборочной совокупностью мужчин и выборочной совокупностью женщин, участвовавших в исследовании. Выявлена повторяемость однонаправленных отличий между мужчинами и женщинами, обнаруженных в фоновых значениях оксигенированного и деоксигенированного гемоглобина в одних и тех же областях коры головного мозга. В обоих случаях статистически значимые различия концентраций были определены в симметричных лобных (AF4-AFp2, AF3-AFp1) и височных (FTT8-T8, FTT7-T7) отведениях. У женщин зарегистрированы более высокие значения показателей в лобных отделах коры больших полушарий, а у мужчин, наоборот, концентрации изучаемых форм гемоглобина были выше в височных отделах.
Заключение. Охарактеризованы проявления стандартных показателей fNIRS у молодых людей, проживающих в различных условиях среды жизнедеятельности. Представленные данные будут способствовать повышению надёжности и воспроизводимости результатов исследований, выполненных с использованием технологии fNIRS, и тем самым стимулировать внедрение передовых методов нейровизуализации функций мозга в исследовательскую деятельность и клиническую практику.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Александр Борисович Мулик
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Автор, ответственный за переписку.
Email: mulikab@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6472-839X
SPIN-код: 8079-9698
Scopus Author ID: 57194478275
ResearcherId: U-2142-2017
д-р биол. наук, профессор
Россия, Санкт-ПетербургИрина Владимировна Улесикова
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: ulesikovairina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9284-3280
SPIN-код: 9859-6036
Scopus Author ID: 57194476699
ResearcherId: D-3502-2016
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургНикита Олегович Назаров
Центр внедрения изменений Министерства здравоохранения Московской области
Email: naznik86@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0668-4664
SPIN-код: 9126-2809
Scopus Author ID: 57195288897
ResearcherId: GON-7330-2022
канд. мед. наук
Россия, КрасногорскМихаил Алексеевич Кунавин
Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова
Email: m.kunavin@narfu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7948-1043
SPIN-код: 5271-0260
Scopus Author ID: 56089688500
ResearcherId: HKE-1458-2023
канд. биол. наук, доцент
Россия, АрхангельскАндрей Горгоньевич Соловьёв
Северный государственный медицинский университет
Email: asoloviev1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0350-1359
SPIN-код: 2952-0619
Scopus Author ID: 7103242976
ResearcherId: O-8644-2016
д-р мед. наук, профессор
Россия, АрхангельскЮлия Александровна Шатыр
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: yuliashatyr@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9279-5282
SPIN-код: 2942-6250
Scopus Author ID: 57194476788
ResearcherId: U-2181-2017
канд. биол. наук, доцент
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Ferrari M, Quaresima V. A brief review on the history of human functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) development and fields of application. Neuroimage. 2012;63(2):921–935. doi: 10.1016/j.neuroimage.2012.03.049
- Yücel MA, Lühmann A, Scholkmann F, et al. Best practices for fNIRS publications. Neurophotonics. 2021;8(1):101–108. doi: 10.1117/1.NPh.8.1.012101
- Komleva YuK, Salmina AB, Prokopenko SV, et al. Changes in structural and functional plasticity of the brain induced by environmental enrichment. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2013;68(6):39–48. doi: 10.15690/vramn.v68i6.672 EDN: QCVRFD
- Miguel PM, Pereira LO, Silveira PP, Meaney MJ. Early environmental influences on the development of children's brain structure and function. Dev Med Child Neurol. 2019;61(10):1127–1133. doi: 10.1111/dmcn.14182
- Smith L. Integrating the physical environment within a population neuroscience perspective. Curr Top Behav Neurosci. 2024;68:223–238. doi: 10.1007/7854_2024_477
- Mulik AB, Ulesikova IV, Mulik IG, et al. Comfort and aesthetics of the living environment as a determinant of an individual's phenotypic and social status. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;26(2):31–38. doi: 10.33396/1728-0869-2019-2-31-38 EDN: XLUHZE
- Characteristics of the sanitary system. In: National Atlas of Russia. Vol. 2. Nature. Ecology. Moscow; 2007. [cited 2025 Mar 20]. Available from: http://xn--80aaaa1bhnclcci1cl5c4ep.xn--p1ai/cd2/447/447 (In Russ.)
- Khan AF, Yuan H, Smith ZA, Ding L. Distinct time-resolved brain-wide coactivationsin oxygenated and deoxygenated hemoglobin. IEEE Trans Biomed Eng. 2024;71(8):463–472. doi: 10.1109/TBME.2024.3377109
- Shatyr YuA, Nazarov NO, Glushakov RI, et al. Search for genetic and phenotypical bases of human predisposition to risk behavior. Scientific Notes of V.I. Vernadsky Crimean Federal University. Biology. Chemistry. 2023;9(3):291–299. EDN: ZOEYFS
- Mulik AB, Shatyr YuA, Ulesikova IV, et al. Sexual characteristics of genetic determination of human propensity to aggressive, suicidal and addcitve behavior: descriptive study. Marine medicine. 2024;10(3):94–107. doi: 10.22328/2413-5747-2024-10-3-94-107 EDN: FJLHJI
- Akil M, Kolachana BS, Rothmond DA, et al. Catechol-O-methyltransferase genotype and dopamine regulation in the human brain. J Neurosci. 2003;23(6):2008–2013. doi: 10.1523/JNEUROSCI.23-06-02008.2003
- Pinggera A, Lieb A, Benedetti B, et al. CACNA1D de novo mutations in autism spectrum disorders activate Cav1.3 L-type calcium channels. Biol Psychiatry. 2015;77(9):816–822. doi: 10.1016/j.biopsych.2014.11.020
- Dolphin AC. The α2δ subunits of voltage-gated calcium channels. Biochim Biophys Acta. 2013;1828(7):1541–1549. doi: 10.1016/j.bbamem.2012.11.019
- Kan RLD. Sex differences in brain excitability revealed by concurrent iTBS/fNIRS. Asian J Psychiatr. 2024;(96):40–43. doi: 10.1016/j.ajp.2024.104043
- Auger H, Bherer L, Boucher É, et al. Quantification of extra-cerebral and cerebral hemoglobin concentrations during physical exercise using time-domain near infrared spectroscopy. Biomed Opt Express. 2016;7(10):3826–3842. doi: 10.1364/BOE.7.003826
- Filatova OV, Sidorenko AA. Age and sex hemodynamic characteristics of cerebral arteries. Acta Biologica Sibirica. 2015;1(3–4):199–243. EDN: VARUGZ
- Ben Mansour G, Kacem A, Ishak M, et al. The effect of body composition on strength and power in male and female students. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2021;13(1):130–150. doi: 10.1186/s13102-021-00376-z
- Keller JL, Traylor MK, Gray SM, et al. Sex differences in NIRS-derived values of reactive hyperemia persist after experimentally controlling for the ischemic vasodilatory stimulus. J Appl Physiol (1985). 2023;135(1):3–14. doi: 10.1152/japplphysiol.00174.2023
- Kwashnjova KV, Iljukhina WA, Kryghanowskiy EV, Chistow AV. Near-infrared topography and spectroscopy in the study of brain activity. Biotechnosfera. 2013;2(26):1–5. EDN: REXRPN
- Perlaza NA. Sex determination from the frontal bone: a geometric morphometric study. J Forensic Sci. 2014;59(5):1330–1332. doi: 10.1111/1556-4029.12467
- Garcovich D, Gasco A, Lorenzo A, et al. Sex estimation through geometric morphometric analysis of the frontal bone: an assessment in pre-pubertal and post-pubertal modern Spanish population. Int J Legal Med. 2022;136(1):319–328. doi: 10.1007/s00414-021-02712-x
- Kholmatova KK, Gorbatova MA, Kharkova OA, Grjibovski AM. Cross-sectional studies: planning, sample size, data analysis. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2016;23(2):49–56. doi: 10.33396/1728-0869-2016-2-49-56 EDN: VQGTNJ
Дополнительные файлы
