ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2013-2-7-20ssmu-256Research ArticleОТ НАУКИ К ПРАКТИКЕ: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИБИОУПРАВЛЕНИЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ (К СТЕРЕОТОПОГРАФИИ КОГНИТИВНЫХ ФУНКЦИЙ)BIOFEEDBACK IN THE MAGNETIC FIELD (ON STEREOTOPOGRAPHY OF COGNITIVE FUNCTIONS)МажиринаК. Г.MazhirinaK. G.

Мажирина Ксения Геннадьевна – кандидат психологических наук, научный сотрудник, психолог

mark@soramn.ruПокровскийМ. А.PokrovskiyM. A.mark@soramn.ruРезаковаМ. В.RezakovaM. V.mark@soramn.ruСавеловА. А.SavelovA. A.mark@soramn.ruСоколовА. А.SokolovA. A.mark@soramn.ruПетровскийЕ. Д.PetrovskiyYe. D.mark@soramn.ruЛевшаковаЕ. А.LevshakovaYe. A.mark@soramn.ruГаненкоЮ. А.GanenkoYu. A.mark@soramn.ruШтаркМ. Б.ShtarkM. B.

Штарк Марк Борисович – доктор биологических наук, академик РАМН, главый научный сотрудник, зав. отделом, генеральный директор

mark@soramn.ruНаучно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики Сибирского отделения РАМН; «Компьютерные системы биоуправления», НПФ, НовосибирскРоссияResearch Institute for Molecular Biology and Biophysics, SB RAMS, Novosibirsk; Company "Biofeedback Computer Systems", NovosibirskRussian Federation«Компьютерные системы биоуправления», НПФ, НовосибирскРоссияCompany "Biofeedback Computer Systems", NovosibirskRussian FederationИнститут «Международный томографический центр Сибирского отделения РАН, НовосибирскРоссияResearch Instititue "International Tomographic Centre", SB RAMS, NovosibirskRussian FederationНаучно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики Сибирского отделения РАМН, НовосибирскРоссияResearch Institute for Molecular Biology and Biophysics, SB RAMS, NovosibirskRussian FederationИнститут «Международный томографический центр Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный университет, НовосибирскРоссияResearch Instititue "International Tomographic Centre", SB RAMS, Novosibirsk; Novosibirsk State University, NovosibirskRussian FederationНаучно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики Сибирского отделения РАМН; НПФ «Компьютерные системы биоуправления», НовосибирскРоссияResearch Institute for Molecular Biology and Biophysics, SB RAMS, Novosibirsk; Company "Biofeedback Computer Systems", NovosibirskRussian Federation201328042013122720Copyright © Мажирина К.Г., Покровский М.А., Резакова М.В., Савелов А.А., Соколов А.А., Петровский Е.Д., Левшакова Е.А., Ганенко Ю.А., Штарк М.Б., 20132013Мажирина К.Г., Покровский М.А., Резакова М.В., Савелов А.А., Соколов А.А., Петровский Е.Д., Левшакова Е.А., Ганенко Ю.А., Штарк М.Б.Mazhirina K.G., Pokrovskiy M.A., Rezakova M.V., Savelov A.A., Sokolov A.A., Petrovskiy Y.D., Levshakova Y.A., Ganenko Y.A., Shtark M.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/256

Средствами технологии функциональной магнитно-резонансной томографии картировался on-line головной мозг испытуемых в процессе развития навыков саморегуляции. Изучалась динамика формирования новой нейронной сети в режиме реального и имитационного биоуправления. Показано, что погружение в виртуальный сюжет вызывает широкое вовлечение корковых зон, характеризующихся высокими значениями вокселей в средневисочной, затылочной и фронтальной областях, а также в поясной извилине, клине и предклинье. Обсуждаются качественные характеристики реального и имитационного игрового периодов.

The brain was mapped on-line using fMRI technology in the process of the development of self-regulation skills. We studied the dynamics of new neural networks being created in the real and simulated biofeedback models. It was shown that immersion in a virtual story brings about the large involvement of cortical areas, which are characterized by high values of voxels in the middle-temporal, occipital and frontal regions. We discuss the qualitative characteristics of the real and the imitation game periods.

функциональная магнитно-резонансная томографияадаптивная обратная связьреальное и имитационное биоуправлениестратегии саморегуляцииfunctional magnetic resonance imagingadaptive feedbackreal and imitation biofeedbackself-regulation strategiesСибирское отделение РАН; Сибирское отделение РАМНReferencesБолдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Шарова Е.В. и др. фМРТ-ЭЭГ-исследование реакций мозга здорового человека на функциональные нагрузки // Физиология человека. 2009. Т. 35, № 3. С. 20–30.Boldyreva G.N., Zhavoronkova L.A., Sharova Ye.V. et al. Human Physiology, 2009, vol. 35, no 3, pp. 20–30 (in Russian).Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Шарова Е.В. и др. ЭЭГ-фМРТ-анализ функциональной специализации мозга человека в норме и при церебральной паталогии // Мед. визуализация. 2012. № 1. С. 15–25.Boldyreva G.N., Zhavoronkova L.A., Sharova Ye.V. et al.Medical Visualization, 2012, no 1, pp. 15–25 (in Russian).Каплан А.Я., Жигалов А.Ю., Платонова Р.Д. Нейрокомпьютерные функциональные системы // Материалы XXI съезда физиологического общества им. И.П. Павлова. Калуга, 2010.Kaplan A.Ya., Zhigalov A.Yu., Platonova R.D. Neuronfunctional systems. The materials of the XXI Congress of the Physiological Society named after I.P. Pavlov. Kaluga, 2010 (in Russian).Мажирина К.Г. Личностные особенности и динамикасаморегуляции в процессе игрового биоуправления: дис.… кандидат психологических наук. Новосибирск, 2009.Mazhirina K.G. Personal peculiarities and the dynamics of self-regulation in the process of playing the biofeedback: Author. dis. Cand. med. sci. Novosibirsk, 2009 (in Russian).Мажирина К.Г., Покровский М.А., Резакова М.В., Савелов А.А., Савелова О.А., Штарк М.Б. Нейровизуализация динамики реального и имитационного биоуправления в контуре функциональной магнитно-резонансной томографии // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2012. Т. 154, № 12. С. 664–669.Mazhirina K.G., Pokrovskiy M.A., Rezakova M.V., Savelov A.A., Savelova O.A., Shtark M.B. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2012, vol. 154, no 12. pp. 664–669 (in Russian).Резакова М.В., Мажирина К.Г., Покровский М.А., Савелов А.А., Савелова О.А., Штарк М.Б. Динамическое картирование головного мозга и когнитивное управление виртуальным игровым сюжетом (исследование методами функциональной магнитно-резонансной томографии) // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2012. Т. 154, № 12. С. 669–674.Rezakova M.V., Mazhirina K.G., Pokrovskiy M.A., Savelov A.A., Savelova O.A., Shtark M.B. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2012, vol. 154, no 12, pp. 669–674 (in Russian).Резакова М.В., Мажирина К.Г., Покровский М.А., Савелов А.А., Савелова О.А., Штарк М.Б. Функциональная магнитно-резонансная томография в исследовании динамического картирования головного мозга и когнитивного управления виртуальным игровым сюжетом // Бюл. сиб. медицины. 2012. Т. 11, № 5 (приложение). С. 105–107.Rezakova M.V., Mazhirina K.G., Pokrovskiy M.A., Savelov A.A., Savelova O.A., Shtark M.B. Bulletin of Siberian Medicine, 2012, vol. 11, no 5 (Annex), pp. 105–107 (in Russian).Черникова Л.А., Иоффе М.Е., Бушенева С.Н. и др. Электромиографическое биоуправление и функциональная магнитно-резонансная томография в постинсультной реабилитации (на примере обучения точностному схвату) // Бюл. сиб. медицины. 2010. Т. 9, № 2. С. 12–16.Tchernikova L.A., Ioffe M.Ye., Busheneva S.N. et al. Bulletin of Siberian Medicine, 2010, vol. 9, no 2, pp. 12–16 (in Russian).Ушаков В.Л., Верхлютов В.М., Соколов П.А. и др. Активация структур мозга по данным фМРТ при просмотре видеосюжетов и припоминании показанных действий // Журн. высш. нерв. деятельности. 2011. Т. 61 (5). С. 553–565.Ushakov V.L., Verkhlyutov V.M., Sokolov P.A. et al. Journal of Higher Nervous Activity, 2011, vol. 9, 61(5), pp. 553–565 (in Russian).Шнайдер Н.А., Шилов С.Н., Штарк М.Б. и др. Методики функциональной магнитно-резонансной томографии, применяемые в диагностике синдрома дефицита внимания с гиперактивностью // Функциональная диагностика. 2007. № 2. С. 75–81; № 3. С. 86–90.Shnaider N.A., Shilov S.N., Shtark M.B. et al. Functional diagnostics, 2007, no 2, pp. 75–81; no 3, pp. 86–90 (in Russian).Штарк М.Б., Коростышевская А.М., Резакова М.В., Савелов А.А. Функциональная магнитно-резонансная томография и нейронауки // Успехи физиологических наук. 2012. Т. 43, № 1. С. 3–29.Shtark M.B., Korostyshevskaya A.M., Rezakova M.V., Savelov A.A. Achievements of physiological Sciences, 2012, vol. 43, no 1, pp. 3–29 (in Russian).Endepols H., Sommer S., Backes H., J. Effort-based decision making in the rat: an [18F]fluorodeoxyglucose micro positron emission tomography study // The Journal of Neuroscience. 2010. Jul. 21. 30 (29). Р. 9708–9714.Endepols H., Sommer S., Backes H., J. Effort -based decision making in the rat: an [18F]fluorodeoxyglucose micro positron emission tomography study. The journal of Neuroscience, 2010, Jul., vol. 21, no. 30 (29), pp. 9708–9714.Kaplan A.Y., Lim J.J., Jin K.S. et al. Unconscious operant conditioning in the paradigm of brain-computer interface based on color perception // Inter. Journal of Neuroscience. 2005. V. 115. P. 781–802.Kaplan A.Y., Lim J.J., Jin K.S. et al. Unconscious operant conditioning in the paradigm of brain-computer interface based on color perception. Inter. journal of Neuroscience, 2005, vol. 115, pp. 781–802.Laufs H. Endogenous brain oscillations and related networks detected by surface EEG-combined fMRI // Hum. Brain Mapp. 2008. V. 29. P. 762–769.Laufs H. Endogenous brain oscillations and related networks detected by surface EEG-combined fMRI. Hum. Brain Mapp., 2008, vol. 29, pp. 762–769.Lee H., Voss M.W., Prakash R.S. Videogame training stra tegy-induced change in brain function during a complex visuomotor task // Behavioral Brain Res. 2012. Jul. Vol. 1, № 232 (2). С. 348–357.Lee H., Voss M.W., Prakash R.S.Videogame training strategy-induced change in brain function during a complex visuomotor task. Behavioral Brain Res., 2012, Jul., vol. 1, no. 232 (2), pp. 348–357.Ogawa S., Lee T., Nayak A.S., Glynn P. Oxygenationsensitive contrast in magnetic resonance image of rodent brain at high magnetic fields // Magn. Reson. Med. 1990. V.14 (l). P. 68–78.Ogawa S., Lee T., Nayak A.S., Glynn P. Oxygenation-sensitive contrast in magnetic resonance image of rodent brain at high magnetic fields. Magn. Reson. Med., 1990, vol. 14 (l), pp. 68–78.Talairach J. Co-Planar Stereotactic Atlas of the Human Brain // Thieme Medical Publishers, New York, 1988.Talairach J. Co-Planar Stereotactic Atlas of the Human Brain. Thieme Medical Publishers, New York, 1988.Voss M.W., Prakash R.S., Erickson K.I. Effects of training strategies implemented in a complex videogame on functional connectivity of attentional networks // Neuroimage. 2012. Jan. V. 2, № 59 (1). P. 138–148.Voss M.W., Prakash R.S., Erickson K.I. Effects of training strategies implemented in a complex videogame on functional connectivity of attentional networks. Neuroimage,2012, Jan., vol. 2, no. 59 (1), pp. 138–148.Wilke M., Holland S.K., Myseros J.S. et al. Functional magnetic resonance imaging in рediatrics // Neuropediatrics.2003. V. 34. P. 225–233.Wilke M., Holland S.K., Myseros J.S. et al. Functional magnetic resonance imaging in рediatrics. Neuropediatrics.,2003, vol. 34, pp. 225–233.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.