1 по диссертации ведущего научного сотрудника Федерального государственного

1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
по диссертации ведущего научного сотрудника Федерального государственного
бюджетного учреждения науки Института мозга человека им. Н.П. Бехтеревой
Российской академии наук, Пономарева Валерия Александровича «Скрытые источники
электроэнцефалограммы и связанных с событиями потенциалов, и их значение »,
представленной на соискание учёной степени доктора биологических наук по
специальности 03.03.01 – физиология
Для рассмотрения работы Пономарева В.А. была создана комиссия из членов
Диссертационного совета в составе
д.б.н. Крылова Б.В. (Председатель),
д.б.н.
Любашиной О.А., д.м.н. Шелепина Ю.Е. Комиссия ознакомилась с диссертацией и
представленными документами. Работа выполнена в лаборатории нейробиологии
программирования действий Федерального государственного бюджетного учреждения
науки Института мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук.
Научный консультант – доктор биологических наук, профессор Кропотов Ю.Д.
Диссертация была апробирована 19 февраля 2015 года на заседании Ученого совета
Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института мозга человека
им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук и рекомендована к защите на
Диссертационном совете по защите докторских и кандидатских диссертаций (Д
002.020.01) при Институте физиологии им. И.П. Павлова РАН по специальности 03.03.01
– «физиология», как соответствующая профилю Совета.
Диссертационная работа Пономарева В.А. посвящена актуальной проблеме –
исследованию адекватности и информативности современных подходов для анализа
электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и связанных с событиями потенциалов (ПСС). Основание
к исследованию таких подходов обусловлено тем, что неинвазивные и относительно
недорогие методы анализа ЭЭГ и ПСС широко используются при исследовании
фундаментальных механизмов работы мозга и при решении прикладных задач, связанных
с диагностикой различных заболеваний. Но возможность применения этих методов
ограничена, поскольку электрические потенциалы, регистрируемые на поверхности
головы, являются суперпозицией полей от множества пространственно разделенных
мозговых источников, и, следовательно, с помощью этих методов могут быть получены
только приблизительные оценки динамики мозговых процессов, протекающих в
различных зонах мозга. Диссертационная работа Пономарева В.А. посвящена разработке
таких подходов, которые дают возможность с помощью ЭЭГ и ПСС более точно оценить
динамику электрических процессов, протекающих в различных зонах мозга, что, в свою
очередь, позволит увеличить эффективность научных и клинических исследований.
2
Поэтому данное исследование является актуальным для физиологии высшей нервной
деятельности, психофизиологии и клинической нейрофизиологии.
В диссертационной работе рассматриваются два типа моделей, так называемые,
групповые модели скрытых источников ЭЭГ и групповые модели скрытых источников
ПСС. Эти модели основаны на предположении об анатомической похожести мозга у
различных людей. Справедливость этого предположения экспериментально проверяется
путем сравнительного анализа большого количества записей ЭЭГ и ПСС у различных
испытуемых. На основании результатов этих исследований делается вывод, что в
пределах точности измерений, предложенные групповые модели скрытых источников
ЭЭГ и групповые модели скрытых источников ПСС являются адекватным приближением.
В диссертационной работе предлагается для оценки параметров групповых
моделей скрытых источников ЭЭГ (топографий и сигналов источников) использовать
метод анализа независимых компонент, часто применяемый в различных областях науки.
Для оценки параметров групповых моделей скрытых источников ПСС Пономаревым В.А.
разработан оригинальный метод, основанный на анализе индивидуальной вариабельности
ПСС. Показано, что с помощью этих методов параметры моделей могут быть получены с
большой степенью надежности.
Для исследования информативности предложенных подходов в диссертационной
работе проведен сравнительный анализ спектральной плотности и когерентности ЭЭГ в
состоянии покоя при открытых и закрытых глазах и в условиях GO/NOGO парадигмы,
полученных как с помощью указанных групповых моделей, так и с помощью
традиционных подходов. Также проведен сравнительный анализ ПСС и сигналов
групповых моделей скрытых источников ПСС в условиях GO/NOGO. На основании
сравнительного анализа делается вывод, что с помощью групповых моделей ЭЭГ и ПСС
могут быть выявлены такие характеристики мозговых процессов, которые скрыты от
наблюдения при использовании традиционных методов. В частности, в работе впервые
показано, что во время ожидании зрительных стимулов и подготовки испытуемого к
выполнению моторного ответа в условиях GO/NOGO парадигмы в лобных областях коры
левого полушария наблюдается увеличение мощности α активности, что свидетельствует
о подавлении активности этих зон при выполнении задания. Также была выявлена волна
ПСС, являющаяся субкомпонентом условно-негативного отклонения, которая наиболее
выражена в задне-височных областях. Причем величина только этой субкомпоненты
снижена у пациентов с синдромом нарушения внимания с гиперактивностью. Наконец,
было показано, что лобный компонент N2 и волна P3, наблюдаемые в ПСС, являются
неоднородными феноменами, и состоят из
субкомпонентов, имеющих различное
3
функциональное значение, а их величина
синдромом
нарушения
внимания
с
по-разному изменяется у пациентов с
гиперактивностью.
Перечисленные
факты
подтверждают высокую эффективность и информативность использования групповых
моделей скрытых источников ЭЭГ и ПСС.
Данные получены и обработаны автором лично. Достоверность полученных
результатов, их актуальность и новизна не вызывают сомнений. Выводы диссертационной
работы соответствуют изложенным экспериментальным данным.
Теоретическая значимость работы определяется полученными фундаментальными
сведениями о свойствах динамики мозговых процессов при выполнении тестов в условиях
GO/NOGO парадигмы. Полученные сведения вносят весомый вклад в понимание
мозговых механизмов обеспечения ряда психических процессов, таких как внимание,
рабочая память, подготовка к действию, и его подавление. С практической точки зрения,
полученные в диссертационной работе групповые модели скрытых источников ЭЭГ и
ПСС могут использоваться как для исследования механизмов мозга, так и для разработки
эффективных методов диагностики различных психических заболеваний. Совместно с
традиционными подходами к анализу ЭЭГ и ПСС, эти модели скрытых источников
позволяют более полно описать динамику мозговых процессов протекающих при
выполнении человеком различных видов деятельности. Все подходы, предложенные в
работе, являются универсальными и могут применяться для широкого круга задач в
исследованиях
механизмов
магнитоэнцефалографии.
Все
мозга
с
алгоритмы
помощью
анализа
электроэнцефалографии
данных,
использованные
и
в
диссертационной работе, реализованы в виде высоко эффективных процедур на языке
программирования C++ и встроены в программное обеспечение WinEEG, разработанное
Пономарева В.А. и доступное для широкого использования.
В результате ознакомления с диссертацией и авторефератом члены комиссии
пришли к выводу, что работа удовлетворяет требованиям, предъявляемым к диссертациям
на соискание учёной степени доктора биологических наук, и рекомендуют её к защите.
Представленная работа соответствует профилю Диссертационного совета (Д 002.020.01).
Содержание диссертации соответствует научной специальности 03.03.01 - физиология.
Материалы работы полностью опубликованы в печати: 31 статья, опубликованные в
рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК Минобрнауки РФ
специальности
03.03.01
-
физиология.
Автореферат
диссертационной работы и может быть опубликован.
В качестве официальных оппонентов предлагаются:
отражает
по
содержание
4
Александров
Александр
Алексеевич,
доктор
биологических
наук,
профессор,
заведующий кафедрой высшей нервной деятельности и психофизиологии, СанктПетербургский государственный университет. 199034, Санкт-Петербург, Университетская
наб., 7/9.
Сороко
Святослав
Иосифович,
доктор
медицинских
наук,
профессор,
член-
корреспондент РАН, заведующий лабораторией сравнительных эколого-физиологических
исследований, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт
эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН, 194223, Санкт-Петербург,
пр. Тореза, д. 44.
Суворов Николай Борисович, доктор биологических наук, профессор, заведующий
лабораторией нейроэкологии, Федеральное государственное бюджетное учреждение
науки Институт экспериментальной медицины, 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика
Павлова, д. 12.
Предлагается направить работу Пономарева Валерия Александровича «Скрытые
источники электроэнцефалограммы и связанных с событиями потенциалов, и их
значение» на отзыв ведущего учреждения в Федеральное государственное бюджетное
учреждение науки Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН,
117485, Москва, ул. Бутлерова, д. 5А.
Предлагается список специалистов, которым необходимо направить автореферат в
дополнение к основному списку рассылки:
1
2
3
4
5
Клименко Виктор Матвеевич
доктор медицинских наук,
профессор, заведующий
отделом физиологии им.
И.П.Павлова
Цицерошин Михаил
Николаевич
доктор биологических наук,
профессор, заведующий
лабораторией нейрофизиологии
ребенка
Иваницкий Георгий Алексеевич
доктор биологических наук,
ведущий научный сотрудник
лаборатории высшей нервной
деятельности
Болдырева Галина Николаевна
доктор биологических наук,
главный научный сотрудник
лаборатории общей и
клинической нейрофизиологии
Стрелец Валерия Борисовна
1
197376, Санкт-Петербург, ул. Академика
Павлова, д. 12., ФГБУН Институт
экспериментальной медицины
klimenko_victor@mail.ru
1
194223, Санкт-Петербург, пр. Тореза, д. 44.
ФГБУН Институт эволюционной физиологии
и биохимии им. И.М.Сеченова РАН
ciceromn2@yandex.ru
1
117485, Москва, ул. Бутлерова, д. 5А.
ФГБУН Институт высшей нервной
деятельности и нейрофизиологии РАН
geivanit@mail.ru
1
117485, Москва, ул. Бутлерова, д. 5А.
ФГБУН Институт высшей нервной
деятельности и нейрофизиологии РАН
Gboldyreva@nsi.ru
1
117485, Москва, ул. Бутлерова, д. 5А.
5
доктор
медицинских
наук,
профессор,
заведующая
лабораторией психофизиологии
6 Каплан Александр Яковлевич
доктор биологических наук,
профессор, заведующий
лабораторией нейрофизиологии
и нейро-компьютерных
интерфейсов
7 Гнездицкий Виктор Васильевич
доктор биологических наук,
профессор лаборатории
клинической нейрофизиологии
8 Базанова Ольга Михайловна
доктор биологических наук,
главный научный сотрудник
Лаборатория аффективной,
когнитивной и трансляционной
нейронауки
9 Вольф Нина Валерьевна
доктор биологических наук,
профессор, заведующий
лабораторией физиологии
когнитивной деятельности
10 Мачинская Регина Ильинична
доктор биологических наук,
заведующий лабораторией
нейрофизиологии когнитивной
деятельности
11 Команцев Владимир
Николаевич
доктор медицинских наук,
ведущий научный сотрудник
1
ФГБУН Институт высшей нервной
деятельности и нейрофизиологии РАН
strelets@aha.ru
119991, Москва, Воробьевы горы д.1, стр. 12,
Московский государственный университет
им. М.И. Ломоносова, Биологический
факультет.
akaplan@mail.ru
1
125367, Москва Волоколамское шоссе, д. 80
ФБГУН Научный центр неврологии
gnezdvv@mail.ru
1
г. Новосибирск-117, а/я 237
ФБГУН Научно-исследовательский институт
физиологии и фундаментальной медицины
bazanova_olgamih@physiol.ru
1
г. Новосибирск-117, а/я 237
ФБГУН Научно-исследовательский институт
физиологии и фундаментальной медицины
volf@physiol.ru
1
ФБГУ Институт возрастной физиологии
Российской академии образования
119121, Москва, ул. Погодинская д. 8, корп. 2
Regina_Machinskaya@yahoo.com
1
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора
Попова, д.9.
ФБГУ НИИ детских инфекций ФМБА.
emgep@mail.ru
Предполагаемый срок защиты: 30 мая 2016 г.
Члены Диссертационного совета:
доктор биологических наук,
доктор биологических наук,
доктор медицинских наук,
Б.В. Крылов
О.А. Любашина
Ю.Е. Шелепин