Лаборатория прикладной физиологии высшей нервной деятельности человека

Основные направления научной деятельности.

Зав. лаб. до 2020 года – лауреат Государственной премии РФ, проф., доктор биологических наук Лебедева Наталия Николаевна,

Лаборатория была создана в 1970 г. С 1970 до 2006 г. бессменным руководителем лаборатории был профессор Фролов Михаил Васильевич. С 2006 года лабораторией руководит Н.Н. Лебедева.

Основные направления исследований, проводимых в лаборатории, посвящены изучению нейрофизиологии функциональных состояний операторской деятельности (эмоциональное напряжение, утомление и т.п.), измененных состояний сознания, функционирования зеркальной системы мозга в социальных ситуациях в норме и патологии, влияния потребления медиа контена различной модальности и эмоциональной окраски на функциональное состояние человека, комплексному анализу состояний клинических больных (нарушения эмоциональной сферы, локальные поражения головного мозга, эпилепсия и т.д.).

В частности, исследуется влияние изменений указанных состояний на качество и разномодальные погрешности профессиональной деятельности (поведения). По результатам такого рода исследований формируются критерии диагностики и разрабатываются методы текущего контроля функциональных состояний. Полученная при этом диагностическая информация служит целям ограничения отрицательных и использования положительных влияний функционального состояния (ФС) на характеристики поведения.

С 2013 года сотрудники лаборатории работают на базе Научно практического центра им. Соловьева ДЗМ, проводятся комплексные исследования пациентов с аффективными расстройствами (депрессия, повышенная тревожность, ипохондрия) и эпилепсией, исследования особенностей активации зеркальной системы нейронов, изучение структурных изменений головного мозга при фокальной эпилепсии и депрессии, а также функциональной активности мозга при данных заболеваниях с помощью фМРТ.

В Лаборатории была разработана оригинальная концепция функционального состояния, определены его фундаментальные переменные (исходный комплекс функциональных свойств и качеств, потребность, входное воздействие) и основные функции (отражательная и регуляторная). При этом ФС служит обусловливающим фактором любой, в том числе, высшей нервной деятельности. Тем самым традиционное отношение «стимул-реакция» переводится в отношение «стимул-реакция-состояние». На основе этой концепции в лаборатории были разработаны методы контроля функциональной системы, основанные на учете изменений ФС ее компонентов и связей между ними, которые успешно прошли апробацию в авиации, космонавтике, на транспорте и в клинике, в модельных экспериментах и т.п. Кроме того, в лаборатории проводились исследования нейрофизиологических механизмов биологических эффектов низкоинтенсивных электромагнитных полей (ЭМП), в том числе, ЭМП мобильных телефонов.

Наиболее важные результаты научных исследований:

1. Показано, что известная формула Прайса и Баррелла, названная ими «общим законом человеческих эмоций», является частным случаем аналогичной, но более сложной зависимости, полученной нами, где устранены недостатки (например, возможность возникновения эмоции при полной информированности), присущие данному «закону». Вместе с тем, в указанной зависимости, имеющей нелинейный характер, могут быть выделены линеаризуемые участки, позволяющие использовать на них выражение, эквивалентное «формуле эмоций» П.В.Симонова. Однако в указанном выражении имеются коэффициенты, зависящие от величины самих переменных, что отличает его от «формулы» эмоций, внося в последнюю определенные коррективы.

2. Исследование гипноза, рассматриваемого в качестве возможной модели измененного состояния сознания, анализ фаз погружения в гипноз и вывода из него – показали наличие соответственно отрицательных и положительных скачкообразных сдвигов средней частоты СМ-колебаний электрических мозговых потенциалов относительно ее среднего значения.

3. Прослушивание субъектом классической музыки с интенсивностью на уровне тихого разговора, при которой, как было показано ранее, качество операторской (распознавательной) деятельности оптимизируется, приводит к существенным изменениям в диапазоне сверхмедленных колебаний, выделенных из ЭЭГ-отведений безартефактно при помощи преобразований Гильберта.

4. Показана противоположная динамика значимых ЭЭГ-параметров передних зон неокортекса при правильном и ошибочном опознании стимула в условиях различного зашумления последнего. Увеличение зашумления (до 20-25%) приводит к росту функциональной асимметрии полушарий мозга по уровню глобальной корреляционной размерности D2 (нелинейная характеристика ЭЭГ), особенно перед ошибочными действиями типа «ложная тревога».

5. В Лаборатории разработаны методы, позволяющие выделить КГР из ЭЭГ-отведений в близком к реальному масштабе времени. Это позволяет, во-первых, использовать КГР отдельно в качестве показателя диагностики и, во-вторых, нивелировать указанные влияния при анализе потенциалов головного мозга в состояниях спокойного бодрствования и эмоционального напряжения.

6. Разработаны методы диагностики состояний операторов и больных депрессией по их речи.

7. В результате проведенных исследований показана высокая информативность речевого сигнала в диагностике психогенных пароксизмальных расстройств при выявлении феноменологических особенностей последних (панические атаки, демонстративные припадки).

Лабораторию до 2020 года возглавляла лауреат Государственной премии по науке и технике РФ и 1 лауреат Премии Совета Министров СССР по науке и технике Лебедева Наталия Николаевна. За время существования Лаборатории сотрудниками было опубликовано 15 научных монографий, более 600 научных статей, получены 14 патентов.

 

Книги

  1. Бецкий О.В., Кислов В.В., Лебедева Н.Н. Миллиметровые волны и живые системы – М.: Сайнспрес, 2004, 273 с. (монография).
  2. Betskii O.V.,Lebedeva N.N. Low-Intensity Millimeter Waves in Medicine. – In: “Clinical Application of Bioelectromagnetic Medicine”, USA, N-Y, Marcel Dekker, Inc., 2003.
  3. Сидорова О.А. Нейропсихология эмоций – М.: Наука, 2001, 146 с. (монография)

Список сотрудников

Список публикаций

Статьи

  • Каримова Е.Д., Смольская Д.В., Нараткина А.А. Активность зеркальной системы мозга у людей с депрессивным симптомокомплексом. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2023. T. 73. № 2. С. 230-241. DOI: 10.31857/S0044467723020053
  • Karimova E.D., Gulyaeva A., Katermin N.S. The degree of mu rhythm suppression in women is associated with presence of children as well as empathy and anxiety level. Social Neuroscience. 2022. V. 17. N. 4. P. 382-396. DOI: 10.1080/17470919.2022.2112753
  • Лебедева Н.Н., Каримова Е.Д., Потапова Р.К., Потапов В.В. Комплексное исследование изменения функционального состояния человека при восприятии медиаконтента различной модальности. ЖВНД. 2021. T. 71. № 1. С. 86-103. DOI: 10.31857/S004446772101007X
  • Kolesov D.V., Ivanova V.O., Sokolinskaya E.L., Kost L.A., Balaban P.M., Lukyanov K.A., Nikitin E.S., Bogdanov A.V. Impacts of OrX and cAMP-insensitive Orco to the insect olfactory heteromer activity. Molecular Biology Reports. 2021. V. 48. N. 5. P. 4549-4561. DOI: 10.1007/s11033-021-06480-0
  • Potapova R., Potapov V., Lebedeva N., Karimova E.D., Bobrov N. Media Content vs Nature Stimuli Influence on Human Brain Activity. Speech and Computer. SPECOM 2021. Lecture Notes in Computer Science. 2021. V. 12997. DOI: 10.1007/978-3-030-87802-3_48
  • Лебедева Н.Н., Каримова Е.Д. Устойчивость паттернов ЭЭГ человека в различных задачах: проблема аутентификации личности. ЖВНД. 2020. T. 70. № 1. С. 40-49. DOI: 10.31857/S0044467720010098
  • Лебедева Н.Н., Каримова Е.Д., Буркитбаев С.Е. Активация зеркальной системы мозга зависит от способа предъявления стимулов: непосредственно экспериментатором или как видеоролик. ЖВНД. 2020. T. 70. № 4. С. 460-472. DOI: 10.31857/S0044467720040061
  • Lebedeva N.N., Karimova E.D., Vekhov A.V., Milovalova G.B. Correlation between Measures of Anxiety and Heart Rate Variability in Men and Women with Affective Disorders. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2020. V. 50. N. 6. P. 743-749. DOI: 10.1007/s11055-020-00961-8
  • Potapova R., Potapov V., Lebedeva N.N., Karimova E.D., Bobrov N. The Influence of Multimodal Polycode Internet Content on Human Brain Activity. Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics). 2020. V. 12335 LNAI. P. 412-423. DOI: 10.1007/978-3-030-60276-5_40
  • Lebedeva N.N., Karimova E.D., Vekhov A.V., Milovalova G.B. Correlations between anxiety and heart rate variability in men and women with affective disorders. Zhurnal Vysshei Nervnoi Deyatelnosti Imeni I.P. Pavlova. 2019. V. 69. N. 6. P. 700-710. DOI: 10.1134/S004446771906008X
  • Roshchin M.V., Ierusalimsky N.V., Matlashov M.V., Balaban P.M., Belousov V.V., Kemenes G., Staras K., Nikitin E.S. A BK channel–mediated feedback pathway links single-synapse activity with action potential sharpening in repetitive firing. Science Advances. 2018. V. 4. N. 7. DOI: 10.1126/SCIADV.AAT1357
  • Shklovsky V.M., Zotova L.I., Malyukova N.G., Mamicheva E.D., Petrushevsky A.G., Mayorova L.A., Syrnikova B.A. A fight for life and dignity: A case of massive traumatic brain injury and the paths for treatment and neurorehabilitation. PsyCh Journal. 2016. V. 5. N. 1. P. 48-56. DOI: 10.1002/pchj.127
  • Лебедева Н.Н., Майорова Л.А., Каримова Е.Д., Казимирова Е.А. Коннектомика: нейрофизиология, достижения и перспективы. Успехи физиологических наук. 2015. T. 65. № 4. С. 498-502.
  • Майорова Л.А., Мартынова О.В., Балабан П.М., Иваницкий А.М., Шкловский В.М. Негативность рассогласования и её гемодинамический эквивалент (по данным фМРТ) в исследованиях восприятия речи в норме и при речевых расстройствах. Успехи физиологических наук. 2014. T. 45. № 1. С. 27-43.
  • Иваницкий А.М., Портнова Г.В., Мартынова О.В., Майорова Л.А., Федина О.Н., Петрушевский А.Г. Картирование мозга при вербальном и пространственном мышлении. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2013. T. 63. № 6. С. 677-686.
  • Майорова Л.А., Мартынова О.В., Федина О.Н., Петрушевский А.Г. ФМРТ-исследование нарушения восприятия речи у пациентов с постинсультной сенсорной афазией. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2013. T. 63. № 3. С. 328-337.
  • Петрушевский А.Г., Майорова Л.А., Мартынова О.В., Федина О.Н. Факторы, влияющие на характеристики BOLD-ответа у пациентов после инсульта. Вестник РНЦРР.. 2013. T. 13. ??.
  • Петрушевский А.Г., Федина О.Н., Мартынова О.В., Майорова Л.А. Корреляция данных фМРТ с клиническими показателями нарушения речи у пациентов с сенсорной афазией. Невский радиологический форум. 2013. T. 1. С. 256.
  • Samotaeva I.S., Tillmanns N., VanLuijtelaar G., Vinogradova L.V. Intracortical microinjections may cause spreading depression and suppress absence seizures. Neuroscience. 2013. V. 230. P. 50-55. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2012.11.013
  • Samotaeva I.S., Biryukova L.M., Midzyanovskaya I.S., Kuznetsova M.A., Bazyan A.S., Tuomisto L. Metoprine induced behavioral modifications and brain regional histamine increase in WAG/Rij and Wistar rats. Epilepsy Research. 2012. V. 101. N. 1-2. P. 148-56. DOI: 10.1016/j.eplepsyres.2012.03.016
  • Карамышева Н.Н., Богданов А.В., Галашина А.Г., Пасикова Н.В., Мац В.Н. Корреляции активности нейронов сенсомоторной и зрительной коры при формировании скрытого очага возбуждения (оборонительная доминанта) в корковом представительстве передней лапы кроликов. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2011. T. 61. № 1. С. 67-74.
  • Лебедева Н.Н., Сидорова О.А., Марагей Р.А., Котровская А.Н. Фрактальный анализ речевого сигнала при различных эмоциональных состояниях в модельных экспериментах. Биомедицинская радиоэлектроника. 2010. T. 1. № 1. С. 3-7.
  • Bogdanov A.V., Galashina A.G., Karamysheva N.N. Correlations between neuron activity in the sensorimotor cortex of the right and left hemispheres in rabbits during a defensive dominant and "animal Hypnosis". Neuroscience and Behavioral Physiology. 2010. V. 40. N. 7. P. 801-806. DOI: 10.1007/s11055-010-9329-x
  • Богданов А.В., Галашина А.Г., Карамышева Н.Н. Корреляции активности нейронов сенсомоторной коры правого и левого полушарий кроликов при оборонительной доминанте и "животном гипнозе". Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2009. T. 59. № 4. С. 437-445.
  • Лебедева Н.Н., Вехов А.В., Коноплев С.П., Ткаченко О.Н. Коррекция функционального состояния человека-оператора с помощью низкоинтенсивного сложномодулированного электромагнитного излучения. Биомедицинская радиоэлектроника. 2009. T. 1. № 12. С. 12-17.
  • Лебедева Н.Н., Сидорова О.А., Марагей Р.А. Фракталы в электро- и психофизиологии. Биомедицинская радиоэлектроника. 2009. T. 1. № 1. С. 33-39.
  • Фролов М.В., Милованова Г.Б. Особенности контроля состояния человека-оператора по показателям основного тона и спектра его речи. Физиология человека. 2009. T. 35. № 2. С. 136-138.
  • Фролов М.В., Милованова Г.Б. Речевой сигнал как показатель функционального состояния человека-оператора. Биомедицинская радиоэлектроника. 2009. T. 1. № 6. С. 49-53.
  • Фролов М.В., Милованова Г.Б., Потулова Л.А. Функциональное состояние и его диагностика: теоретические и прикладные аспекты. Биомедицинская радиоэлектроника. 2009. T. 1. № 8. С. 3-12.
  • Bogdanov A.V., Galashina A.G. Linked activity of neurons in the sensorimotor cortex of the rabbit in the state of a defensive dominant and "animal hypnosis". Neuroscience and Behavioral Physiology. 2009. V. 39. N. 4. P. 395-402. DOI: 10.1007/s11055-009-9135-5
  • Богданов А.В., Галашина А.Г. Сопряженная активность нейронов сенсомоторной коры мозга кроликов при оборонительной доминанте и животном гипнозе. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2008. T. 58. № 2. С. 183-193.
  • Лебедева Н.Н., Котровская Т.И., Коноплев С.П. Динамика ЭЭГ-реакций и психофизиологических показателей человека-оператора при воздействии сложномодулированного электромагнитного излучения. Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. T. 1. № 8-9. С. 58-64.
  • Сидорова О.А., Куликов М.А., Милованова Г.Б., Фролов М.В. Математическое моделирование зависимости между основными компонентами отрицательных эмоциональных состояний. Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. T. 1. № 12. С. 57-62.
  • Фролов М.В., Потулова Л.А., Милованова Г.Б., Марагей Р.А. ЭЭГ-корреляты распознавательной деятельности при повышении количества выборов. Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. T. 1. № 8-9. С. 49-57.
  • Galashina A.G., Kulikov M.A., Bogdanov A.V. Effects of "animal hypnosis" on a rhythmic defensive dominant. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2008. V. 38. N. 1. P. 23-30. DOI: 10.1007/s11055-008-0003-5
  • Авакян Г.Н., Лебедева Н.Н., Пашин А.Г. Метод нелинейной динамики ЭЭГ в прогнозировании и оценке возможности терапии миллиметровыми (мм) волнами при фармакорезистентной эпилепсии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2007. T. 107. № 3. С. 42-45.
  • Бецкий О.В., Лебедева Н.Н. Применение низкоинтенсивных миллиметровых волн в биологии и медицине. Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. T. 1. № 8-9. С. 6-25.
  • Бецкий О.В., Лебедева Н.Н. Применение ММ-волн в биологии и медицине. Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2007. T. 1. № 1. С. 32-59.
  • Бецкий О.В., Лебедева Н.Н., Будник М.И., Котровская Т.И. Динамика ЭЭГ-реакций и показателей радиофизического отклика человека при воздействии сложномодулированного КВЧ-стимула. Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. T. 1. № 8-9. С. 6-25.
  • Бецкий О.В., Лебедева Н.Н., Яременко Ю.Г. Становление миллиметровой терапии. Биофизические механизмы. Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. T. 1. № 2-4. С. 20-30.
  • Бецкий О.В., Лебедева Н.Н., Яременко Ю.Г. Аппаратура для КВЧ-терапии. Радиотехника. 2007. T. 1. № 3. С. 4-15.
  • Богданов А.В., Галашина А.Г., Куликов М.А. Влияние животного гипноза на межсигнальные движения при ритмической оборонительной доминанте. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2007. T. 57. № 3. С. 313-322.
  • Галашина А.Г., Куликов М.А., Богданов А.В. Влияние "животного гипноза" на оборонительную ритмическую доминанту. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2007. T. 58. № 1. С. 43-51.
  • Паншин А.Г., Лебедева Н.Н., Авакян Г.Н. Применение крайне высокочастотной терапии у больных фармакорезистентной эпилепсии. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2007. T. 1. № 2. С. 12-14.
  • Фролов М.В., Потулова Л.А., Милованова Г.Б., Марагей Р.А. ЭЭГ-корреляты процесса распознавания зрительных стимулов при разном уровне информационной неопределенности. Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. T. 1. № 11. С. 2-17.
  • Лебедева Н.Н., Бецкий О.В., Котровская Т.И. Коррекция с помощью КВЧ-излучения ЭЭГ-реакций человека, возникающих при воздействии электромагнитного пол мобильного телефона. Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2006. T. 1. № 3. С. 59-70.
  • Фролов М.В., Милованова Г.Б. Операторская деятельность: характеристики движения век при монотонии. Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2006. T. 1. № 5-6. С. 57-64.
  • Bogdanov A.V., Galashina A.G. Correlated activity of sensorimotor cortex neurons in the left and right hemispheres of the rabbit brain in immobilization catatonia. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2006. V. 36. N. 6. P. 685-692. DOI: 10.1007/s11055-006-0074-0
  • Лебедева Н.Н., Бецкий О.В. Миллиметровые волны и живые системы. Наука в России. 2005. T. 1. № 11. С. 1.
  • Лебедева Н.Н., Бецкий О.В., Киричук В.Ф. Терагерцовые волны и их применение. Биомедицинские технологии. Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2005. T. 1. № 8. С. 40-48.