Evaluation systems of the brain neurodynamic in the young men with congenital visual dysfunction in a sensory-motor integration
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
An assessment of neural systems of the brain of young men with congenital visual dysfunction and sighted young men was examined by methods of nonlinear analysis in resting state and sensory-motor integration. We studied embedding dimension, correlation dimension, the maximum Lyapunov exponent and Kolmogorov-Sinai entropy.
It has been found that the congenital visual dysfunction lead to brain functionality reorganization. In resting state increase of auditory attention and constant flow of information multisensory processes in the right hemisphere have been found in young men with congenital visual dysfunction.
Significant changes of brain systems have been caused in young men with congenital visual dysfunction during sensory-motor integration. Nonlinear dynamics of the brain electrical activity sighted young men did not has been changed significantly.
In young men with congenital visual dysfunction during sensory-motor integration there have been the adequate changes neurodynamics aimed at improving the pitch discrimination and the inadequacy of executive cerebral systems. Apparently, this indicated on difficulty to compare a goal-sound with the standard sound in the working memory and / or on the difficulty to adoption of a decision on the type of motor response.
It has been showed that visual cortex may be involved in the discrimination of sound stimuli during sensory-motor integration in young men with congenital visual dysfunction.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
УГОДА
ПРО ПЕРЕДАЧУ АВТОРСЬКИХ ПРАВ
Я, автор статті/Ми, автори рукопису статті _______________________________________________________________________
у випадку її прийняття до опублікування передаємо засновникам та редколегії наукового видання «Вісник Черкаського Університету: Серія Біологічні науки» такі права:
1. Публікацію цієї статті українською (англійською) мовою та розповсюдження її друкованої версії.
2. Розповсюдження електронної версії статті через будь-які електронні засоби (розміщення на офіційному web-сайті журналу, в електронних базах даних, репозитаріях, тощо).
При цьому зберігаємо за собою право без узгодження з редколегією та засновниками:
1. Використовувати матеріали статті повністю або частково з освітньою метою.
2. Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
3. Використовувати матеріали статті для підготовки тез, доповідей конференцій, а також усних презентацій.
4. Розміщувати електронні копії статті (зокрема кінцеву електронну версію, завантажену з офіційного web-сайту журналу) на:
a. персональних web-pecypcax усіх авторів (web-сайти, web-сторінки, блоги, тощо);
b. web-pecypcax установ, де працюють автори (включно з електронними інституційними репозитаріями);
с. некомерційних web-pecypcax відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
Цією угодою ми також засвідчуємо, що поданий рукопис відповідає таким критеріям:
1. Не містить закликів до насильства, розпалювання расової чи етнічної ворожнечі, які викликають занепокоєння, є загрозливими, ганебними, наклепницькими, жорстокими, непристойними, вульгарними тощо.
2. Не порушує авторських прав та права інтелектуальної власності інших осіб або організацій; містить всі передбачені чинним законодавством про авторське право посилання на цитованих авторів та / або видання, а також використовувані в статті результати і факти, отримані іншими авторами чи організаціями.
3. Не був опублікований раніше в інших видавництвах та не був поданий до публікації в інші видання.
4. Не включає матеріали, що не підлягають опублікуванню у відкритій пресі, згідно з чинним законодавством.
____________________ ___________________
підпис П.І.Б. автора
"___"__________ 20__ р.
Посилання
Кочина М.Л. Апаратно-програмный комплекс для проведения психофизиологических исследований / Л.М. Кочина, А.Г. Фирсов // Клиническая информатика и телемедицина. – 2010. – Т. 6, Вып. 7. – С. 113 – 117.
Майоров О.Ю. Реализация метода смещения с помощью оценки размеров осей аттрактора динамической системы мозга / Майоров О.Ю., Глухов А.Б., Фенченко В.Н. // Кибернетика и вычислительная техника. – 2007. – Вып. 153. – С. 3 – 11.
Майоров О.Ю. Исследование биоэлектрической активности мозга с позиций многоразмерного линейного и нелинейного анализа ЭЭГ / О.Ю. Майоров, В.Н. Фенченко // Журнал клинической информатики и телемедицины. – 2008. – Т.4, Вып. 5. – С. 12 – 20.
Arnsten A. F. T. Stress signalling pathways that impair prefrontal cortex structure and function / Amy F. T. Arnsten // Nat. Rev. Neurosci. – 2009. – Vol. 10 (6). – P. 410–422.
Cappe C. Heteromodal connections supporting multisensory integration at low levels of cortical processing in the monkey / Cappe C., Barone P. // Eur. J. Neurosci. – 2005. – Vol. 22 (11). – P. 2886–28902.
Cappe C. Multisensory anatomical pathways / C. Cappe, E. M. Rouiller, P. Barone // Hearing Research. – 2009. – Vol. 258 (1-2). – P. 28–36.
Corbetta M. Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain / Corbetta M., Shulman G.L. // Nature Reviews Neuroscience. – 2002. – Vol. 3 (3). – P. 201–215.
Feng W. Sounds activate visual cortex and improve visual discrimination / Feng W., Störmer V.S., Martinez A., McDonald J.J., Hillyard S.A. // J. Neurosci. – 2014. – Vol. 34 (29). – P. 9817 – 9824.
Gougoux F. A Functional Neuroimaging Study of Sound Localization: Visual Cortex Activity Predicts Performance in Early-Blind Individuals / F. Gougoux, R.J. Zatorre, M. Lassonde, P. Voss, F. Lepore // PLoS Biology. – 2005. – Vol. 3 (2), e 27. – P. 0324–0333.
Grassberger P. Measuring the strangeness of strange attractors / Grassberger P., Procaccia I. // Physica D. – 1983. – Vol. 9. – P. 189–208.
Guillem F. Differential involvement of the human temporal lobe structures in short- and long-term memory processesassessed by intracranial ERPs / Guillem F., N'Kaoua B., Rougier A., Claverie B. // Psychophysiology. – 1996. – Vol. 33 (6). – P. 720 – 730.
Hubel D.H. The period of susceptibility to the physiological effects of unilateral eye closure in kittens / Hubel D.H., Wiesel T.N. // J. Physiol. – 1970. – Vol. 206 (2). – P. 419–436.
Jiang J. Thick Visual Cortex in the Early Blind / J. Jiang, W. Zhu, F. Shi, Y. Liu, J. Li, W. Qin, K. Li, Ch. Yu, T. Jiang // J. Neurosci. – 2009. – Vol. 29 (7). – P. 2205–2211.
Johnson J.A. Attention to simultaneous unrelated auditory and visual events: behavioral and neural correlates / Johnson J.A., Zatorre R.J. // Cereb. Cortex. – 2005. – Vol. 15 (10). – P. 1609–1620.
11 Kantz H. Nonlinear Time Series Analysis / Holger Kantz, Thomass Schreiber. – Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press, 2003. – 2 edition. – 388 p.
Klimesch W. EEG alpha oscillations: The inhibition–timing hypothesis / Klimesch W., Sauseng P., Hanslmayr S. // Brain Research Reviews. – 2007. – Vol. 53 (1). – P. 63–88.
Klinge C. Increased amygdala activation to emotional auditory stimuli in the blind / C. Klinge, B. Röder, Ch. Büchel // Brain. – 2010. – Vol. 133 (Pt 6). – P. 1729–1736.
Lewald J. Involvement of the superior temporal cortex and the occipital cortex in spatial hearing: evidence from repetitive transcranial magnetic stimulation / Lewald J., Meister I.G., Weidemann J., Töpper R. // J. Cogn. Neurosci. – 2004. – Vol. 16 (5). – P. 828–838.
Medalla M. Specialized prefrontal “auditory fields”: organization of primate prefrontal-temporal pathways / Maria Medalla and Helen Barbas // Frontiers in Neurosci. – 2014. – Vol. 8, Article 77. – 15 p.
Millen S.J. Functional magnetic resonance imaging of the central auditory pathway following speech and pure-tone stimuli / S. J. Millen, V. M. Haughton, Z. Yetkin // The Laryngoscope. – 1995. – Vol. 105 (12). – P. 1305 – 1310.
Moerel M. An anatomical and functional topography of human auditory cortical areas / Michelle Moerel, Federico De Martino and Elia Formisano // Front Neurosci. – 2014. – Vol. 8, article 225. – 14 p.
Petrides M. Lateral prefrontal cortex: architectonic and functional organization / Michael Petrides // Phil. Trans. R. Soc. B. – 2005. – Vol. 360. – P. 781–795.
Ptito M. Alterations of the visual pathways in congenital blindness / Ptito M., Schneider F., Paulson O. B., and Kupers R. // Exp. Brain Res. – 2008. – Vol. 187 (1). – P. 41–49.
Ramnani N. and Owen A.M. Anterior prefrontal cortex: insights into function from anatomy and neuroimaging / Ramnani N. and Owen A.M. // Nat. Rev. Neurosci. – 2004. – Vol. 5 (3). – P. 184–194.
Renier L.A. et al. Preserved functional specialization for spatial processing in the middle occipital gyrus of the early blind / Renier L.A., Anurova I., De Volder A.G., Carlson S., VanMeter J., Rauschecker J.P. // Neuron. – 2010. – Vol. 68 (1). – P. 138–148.
Rinne T. Analysis of speech sounds is left-hemisphere predominant at 100-150ms after sound onset / Rinne T., Alho K., Alku P., Holi M., Sinkkonen J., Virtanen J., Bertrand O., Näätänen R. // Neuroreport. – 1999. – Vol. 10 (5). – P. 1113 –1117.
Sammer G. Working-memory load and dimensional complexity of the EEG / G. Sammer // Int. J. Psychophysiol. – 1996. – Vol. 24. – P. 173 – 182.
Shimony J. S. Diffusion tensor imaging processing in the middle occipital gyrus of the early blind / Shimony J. S., Burton H., Epstein A. A., McLaren D. G., Sun S. W., and Snyder A. Z. // Neuron. – 2006. – Vol. 68. – P. 138–148.
Stevens A.A. et al. Preparatory activity in occipital cortex in early blind humans predicts auditory perceptual performance / Stevens A.A., Snodgrass M., Schwartz D., Weaver K. // J. Neurosci. – 2007. – Vol. 27(40). – P. 10734-10741.
Talebi N. Investigation of changes in EEG complexity during memory retrieval: the effect of midazolam / Nasibeh Talebi, Ali M. Nasrabadi, Tim Curran // Cogn. Neurodyn. – 2012. – Vol. 6. – P. 537–546.
van Dijk H. Left temporal alpha band activity increases during working memory retention of pitches / van Dijk H., Nieuwenhuis I.L., Jensen O. // Eur. J. Neurosci. – 2010. – Vol. 31 (9). – P. 1701 – 1707.
Vincent J.L. Evidence for a Frontoparietal Control System Revealed by Intrinsic Functional Connectivity / Justin L. Vincent, Itamar Kahn, Abraham Z. Snyder, Marcus E. Raichle, and Randy L. Buckner // J. Neurophysiol. – 2008. – Vol. 100 (6). – P. 3328–3342.
Voss P. Occipital Cortical Thickness Predicts Performance on Pitch and Musical Tasks in Blind Individuals / Patrice Voss, Robert J. Zatorre // Cerebral Cortex. – 2012. – Vol. 22. – P. 2455– 2465.
20Wolf A. Determining Lyapunov exponents from a time series / Wolf A., Swift I.B., Swinney H.L., Vastano J.A. // Physica. – 1985. – Vol. D16. – P. 285–317.
Yokoyama O. Right frontopolar cortex activity correlates with reliability of retrospective rating of confidence in short-termrecognition memory performance / Yokoyama O., Miura N., Watanabe J., Takemoto A., Uchida S., Sugiura M., Horie K., Sato S., Kawashima R., Nakamura K. // Neurosci Res. – 2010. – Vol. 68 (3). – P. 199–206.
Zhang Y. Auditory cortical responses evoked by pure tones in healthy and sensorineural hearing loss subjects: functional MRI and magnetoencephalography / Zhang Yun-ting, Geng Zuo-jun, Zhang Quan, Li Wei and Zhang Jing // Chin Med J. – 2006. – Vol. 119 (18). – P. 1548 – 1554.
Zatorre R.J. Role Of The Right Temporal Neocortex In Retention Of Pitch In Auditory Short-Term Memory / R. J Zatorre, S. Samson // Brain. – 1991. – Vol. 114 (Pt. 6). – P. 2403–2417.