СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕДУЩЕГО ПОЛУШАРИЯ Российский патент 2024 года по МПК A61B5/00 A61B5/16 

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Предлагаемое изобретение относится к области психофизиологии и может быть использовано в медицине, эргономике, спорте, физиологии труда и экспериментальной психологии для определения ведущего полушария мозга по показателям электромиограммы (ЭМГ), которая записывается с поверхности активных мышц при совместном движении (содружестве) правой и левой рук.

2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны способы определения межполушарных взаимоотношений, построенные на оценке билатеральных функций организма (Хомская Е.Д. Нейропсихология индивидуальных различий / Е.Д. Хомская, И.В. Ефимова, Е.В. Будыка, Е.В. Ениколопова. - Москва: Российское педагогическое агентство, 1997. - С.12-31. Патент РФ №2151548, опубл. 27.06.2000 г. Бюл. №18). Недостатком является ограниченность возможностей. Способы позволяют оценивать специфику функций мозга как системы, обуславливающей проявления периферических асимметрий.

Известен способ диагностики функциональной межполушарной асимметрии у правшей и левшей (Патент РФ №2483672, опубл. 10.06.2013 г. Бюл. №16), в котором функциональная межполушарная асимметрия у левшей и правшей определяется с помощью регистрации мю-ритма по ЭЭГ в различных функциональных состояниях бодрствования и определения биоэлектрического фокуса доминирования мю-ритма по полушариям с помощью сенсомоторной пробы. Однако, данный способ, является очень дорогостоящим, высокозатратным по времени и усилиям участников, как исполнителей, так и обследуемых (испытуемых), требует специального исследования.

Известен способ оценки функций мозга по показателям электромиограммы (ЭМГ), которая записывается с поверхности активной мышцы. Оценка осуществляется путем подсчета амплитуды и частоты потенциалов с конфигурацией, пересекающей нулевую линию (Трембач А.Б. Характеристика электромиограммы двуглавой мышцы плеча у тяжелоатлетов при различном дозировании нагрузок / А.Б. Трембач, В.В. Марченко // Теория и практика физической культуры. - 2000. - №1. - С.20-22). Недостатком способа является невозможность получения определенных количественных характеристик ЭМГ при незначительном напряжении мышцы.

По техническому решению наиболее близким к предлагаемому нами изобретению является способ, построенный на использовании электромиографии, отличающийся тем, что с целью получения информации о функциях мозга, записанные ЭМГ, анализируются путем подсчета амплитуды и частоты «турнов» с последующим графическим представлением результатов анализа в виде скатерограмм (Прянишникова О.А. Спортивная электронейромиография / О.А. Прянишникова, Р.М. Городничев, Л.Р. Городничева, А В. Ткаченко // Теория и практика физической культуры. - 2005. - №9. - С.6). Перед исследованием на поверхности мышцы (например, дельтовидная) руки крепятся электроды для записи электромиограммы. Обследуемый выполняет двигательные задания с напряжением мышц руки. Записываются две ЭМГ - одна до, а вторая после нагрузки. Каждая ЭМГ подвергается амплитудно-частотному анализу «турнов», результаты которого представляются в виде двух раздельно построенных скатерограмм. Конфигурация точек на донагрузочной и посленагрузочной скатерограмме выглядит как специфическое облако. По смещению специфического облака на посленагрузочной скатерограмме, судят о механизме управления нервно-мышечной системой, подвергнутой нагрузочным воздействиям.

Недостатком прототипа является то, что периферическим взаимодействием не обеспечивается условие временного доминирования одного полушария относительно другого и результаты реализации не достаточны для вывода о ведущем полушарии. При этом результаты амплитудно-частотного анализа «турнов» двух ЭМГ, построенные раздельно в виде двух графиков - скатерограмм, затрудняют процедуру сопоставления полученных данных и их последующую интерпретацию.

3. РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является определение ведущего полушария мозга путем создания условий временного доминирования одного полушария относительно другого при совместном движении (содружестве) правой и левой рук.

Способ реализуется следующим образом. Перед исследованием на поверхности мышцы (например, дельтовидная) обеих рук крепятся электроды для записи электромиограммы. Обследуемый выполняет двигательные задания (подъем вытянутых вперед рук) с напряжением мышц рук. Подъем осуществляется в трех вариациях каждым обследуемым: правая-левая руки, левая-правая руки и обе руки одновременно. Во всех случаях записываются ЭМГ каждой вытянутой вперед руки после завершения подъема. Каждая ЭМГ подвергается амплитудно-частотному анализу «турнов», результаты которого представляются в виде трех раздельно построенных скатерограмм. Конфигурация знаками точек: точек «•» и треугольников «Δ» 1 и 2 ряда (правая и левая рука соответственно) на каждой из скатерограмм выглядит как электронное облако (ЭО), отображаемое на иллюстрации 1 пунктирной линией. По структуре смещения формирования ЭО каждой из скатерограмм одного и того же обследуемого относительно друг друга, судят о механизме управления нервно-мышечной системой.

Поочередная регистрация ЭМГ мышц рук, построение скатерограмм амплитуды и частоты «турнов» этих ЭМГ и последующее их сравнение, отличается условиями его реализации, моделирующими при движении правой и левой рук временное доминирование одного полушария, временное доминирование полярного полушария, а затем одновременное участие полушарий мозга и организацией процедуры анализа, предусматривающей: построение скатерограмм ЭМГ правой и левой рук на одном графике и сравнение структурной топографии скатерограмм.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что 1) создаются новые условия реализации прототипа, моделирующие три вида парных периферических проявлений, отличающиеся управлением со стороны центральной нервной системы: временным доминированием одного полушария, временным доминированием полярного полушария, а затем одновременным участием полушарий мозга в организации совместных движений рук; 2) изменяется графическое представление результатов реализации известного способа путем построения скатерограмм каждой пары периферических проявлений на одном графике; 3) процедура сопоставления дополняется поочередным сравнением структурой топографии (ЭО) трех графиков каждой пары периферических проявлений обследуемого: право - левой и лево-правой скатерограмм относительно ключевой - совместное движение обеих рук (содружество рук) с целью определения ведущего полушария.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».

4. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение поясняется графическими материалами двух иллюстраций и трех наиболее часто встречающихся вариантов доминирования полушария: пример №1 - правополушарное доминирование, пример №2 - левополушарное доминирование и пример №3 - бездоминирующее межполушарное взаимодействие.

Иллюстрация 1 - внешний вид скатерограммы (результаты миограммы). Конфигурация знаками точек: точек «•» и треугольников «Δ» 1 и 2 ряда (правая и левая рука соответственно) на каждой из скатерограмм выглядит как электронное облако (ЭО), отображаемое на иллюстрации 1 пунктирной линией -3.

1- Первый ряд точек (правая рука);

2 - торой ряд точек (левая рука);

3 - ЭО.

Иллюстрация 2 - наглядное изображение осуществления способа. Слева направо: положение тела и процесс подъема рук; расположение рук в верхней точке подъема.

Каждый пример включает 3 рисунка с изображением скатерограмм, полученных после записи ЭМГ собственно руки после достижения каждой из них горизонтального положения относительно пола в трех вариациях выполнения двигательных заданий (подъем) с напряжением мышц рук, осуществляемых одним обследуемым: правая-левая руки, левая-правая руки и обе руки одновременно.

(Рис. 1 представлен результат проведенной электромиографии, в ходе которой было произведено измерение активности полушарий при последовательном направленном движении правой-левой руки (10 подходов).

(Рис. 2 представлен результат проведенной электромиографии, в ходе которой было произведено измерение активности полушарий при последовательном направленном движении левой - правой руки (10 подходов).

(Рис. 3 представлен результат проведенной электромиографии, в ходе которой было произведено измерение активности полушарий при одновременном движение обеих рук - содружество рук (10 подходов).

Рисунки 4-6 (пример №2) и рисунки 7-9 (пример №3) представляют результат проведенной электромиографии, в ходе которой было произведено измерение активности полушарий аналогично примеру, раскрытому в ходе описания рисунков 1-3 (пример №1).

5. ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ реализуется следующим образом. Перед исследованием на поверхности мышцы (например, дельтовидная) правой и левой руки крепятся электроды для записи электромиограмм.

Измерения осуществляются в три этапа: на первом этапе записывают ЭМГ указывающей правой руки, поднимаемой до горизонтального уровня, одновременно регистрируют ЭМГ воспроизводящей левой руки, которую обследуемый поднимает до уровня, достигнутого правой рукой; на втором этапе записывают ЭМГ указывающей левой руки, поднимаемой до горизонтального уровня, одновременно регистрируют ЭМГ воспроизводящей правой руки, поднимаемой до уровня, достигнутого левой рукой; на третьем этапе записывают ЭМГ правой руки и ЭМГ левой руки, поднимаемых одновременно до горизонтального уровня. Каждая ЭМГ подвергается амплитудно-частотному анализу «турнов», на основе результатов анализа строят три совмещенных графика: на первом-скатерограммы амплитуды и частоты «турнов» указывающей правой руки и воспроизводящей левой руки; на втором - скатерограммы амплитуды и частоты «турнов» указывающей левой руки и воспроизводящей правой руки; на третьем - скатерограммы амплитуды и частоты «турнов» правой и левой рук (содружество рук).

Каждая ЭМГ подвергается амплитудно-частотному анализу «турнов», результаты которого представляются в виде трех раздельно построенных скатерограмм. Конфигурация точек на каждой из скатерограмм выглядит как облако. По смещению облака (вверх, вниз, вправо, влево) скатерограмм, полученных на первых двух этапах осуществления способа относительно скатерограммы третьего этапа (обе руки одновременно) - ее можно рассматривать как ключевую для диагностики, судят о механизме управления нервно-мышечной системой, подвергнутой нагрузочным воздействиям.

При совместном движении правой и левой рук делается вывод:

1) о правополушарном доминировании в случае совмещения облаков второго (рис. 2) и третьего (рис. 3) графиков - результаты миограммы пример №1 (рис. 1-3).

Движение правая - левая рука пример №1 (рис. 1) - первый график примера 1.

Движение левая - правая рука пример №1 (рис. 2) - второй график примера 1.

Содружество рук - одновременное движение обеих рук - примера №1 (рис. 3) - третий график примера 1.

2) о левополушарном доминировании в случае совмещения облаков первого (рис. 4) и третьего (рис. 6) графиков - результаты миограммы пример №2 (рис. 4-6).

Движение правая - левая рука пример №2 (рис. 4) - первый график примера 2.

Движение левая - правая рука пример №2 (рис. 5) - второй график примера 2.

Содружество рук - одновременное движение обеих рук - пример №2 (рис. 6) - третий график примера 2.

3) о бездоминирующем межполушарном взаимодействии, если сравниваемые графики не обнаруживают совмещения облаков, пример №3 (рис. 7-9).

Движение правая - левая рука - пример №3 (рис. 7) -первый график примера 3.

Движение левая - правая рука - пример №3 (рис. 8) - второй график примера 3.

Содружество рук - одновременное движение обеих рук - пример №3 (рис. 9) - третий график примера 3.

Пример применения (иллюстрация 2):

1. на поверхности мышцы (например, дельтовидная) правой и левой руки, свободно расположенных вдоль тела, крепятся электроды для записи электромиограмм (левая картинка, исходное положение);

2. правая рука вертикально стоящего обследуемого поднимается до горизонтального уровня и записывается ЭМГ этой руки;

3. вслед за правой рукой поднимается воспроизводящая левая рука, которую обследуемый поднимает до уровня, достигнутого правой рукой, после чего регистрируется ЭМГ левой руки;

4. операция повторяется 10 раз;

5. левая рука вертикально стоящего обследуемый поднимается до горизонтального уровня и записывается ЭМГ этой руки;

6. вслед за левой рукой поднимается воспроизводящая правая рука, которую обследуемый поднимает до уровня, достигнутого левой рукой, после чего регистрируется ЭМГ правой руки;

7. операция повторяется 10 раз;

8. правая и левая рука поднимаются одновременно до горизонтального уровня;

9. записывают ЭМГ правой руки и ЭМГ левой руки;

10. операция повторяется 10 раз;

11. записанные ЭМГ анализируются путем подсчета амплитуды и частоты «турнов» (поворотов колебаний ЭМГ) с последующим графическим представлением результатов анализа в виде скатерограмм: на первом-скатерограммы амплитуды и частоты «турнов» указывающей правой руки и воспроизводящей левой руки; на втором - скатерограммы амплитуды и частоты «турнов» указывающей левой руки и воспроизводящей правой руки; на третьем - скатерограммы амплитуды и частоты «турнов» правой и левой рук (содружество рук);

12. конфигурация точек на каждой из скатерограмм выглядит как облако. По смещению облака (вверх, вниз, вправо, влево) первой и второй скатерограмм относительно третей (обе руки одновременно), судят о механизме управления нервно-мышечной системой, подвергнутой нагрузочным воздействиям;

13. на примерах №№1-3 (рис. 1-9) представлены три возможных варианта доминирования полушария.

Пункты 8-9 примера изобретения (подъем рук одновременно) раскрывают новизну способа и опосредуют выявление доминирующего полушария, достигая технического результата.

Пример ситуации:

Подобный способ может быть реализован для звеньев тела - ног.

Изобретение относится к области психофизиологии и предназначено для использования в медицине, эргономике, спорте, физиологии труда и экспериментальной психологии при определении ведущего полушария мозга. Осуществляют регистрацию электромиографии (ЭМГ) мышц рук, построение скатерограмм амплитуды и частоты турнов ЭМГ на графиках и их сравнение. При этом измерения осуществляют в три этапа: - на первом этапе записывают ЭМГ указывающей правой руки, поднимаемой до горизонтального уровня, одновременно регистрируют ЭМГ воспроизводящей левой руки, поднимаемой до уровня, достигнутого правой рукой; - на втором этапе записывают ЭМГ указывающей левой руки, поднимаемой до горизонтального уровня, одновременно регистрируют ЭМГ воспроизводящей правой руки, поднимаемой до уровня, достигнутого левой рукой; - на третьем этапе записывают ЭМГ правой руки и ЭМГ левой руки, поднимаемых одновременно до горизонтального уровня; проводят амплитудно-частотный анализ полученных турнов ЭМГ. На основании полученных результатов строят три совмещенных графика: - на первом - скатерограммы амплитуды и частоты турнов указывающей правой руки и воспроизводящей левой руки; - на втором - скатерограммы амплитуды и частоты турнов указывающей левой руки и воспроизводящей правой руки; - на третьем - скатерограммы амплитуды и частоты турнов правой и левой рук. Результаты амплитудно-частотного анализа турнов представляют в виде облака точек на трех раздельно построенных скатерограммах. По смещению вверх, вниз, вправо, влево облака скатерограмм, полученных на первых двух этапах осуществления способа относительно скатерограммы третьего этапа, делают вывод о доминировании полушария мозга, при этом при совмещении облаков второго и третьего графиков делают вывод о правополушарном доминировании; при совмещении облаков первого и третьего графиков - о левополушарном доминировании; а если в сравниваемых графиках не обнаруживают совмещения облаков, то делают вывод о бездоминирующем межполушарном взаимодействии. Способ, за счет создания условий временного доминирования одного полушария относительно другого, позволяет повысить точность определения ведущего полушария головного мозга при минимальных затратах времени и усилий участников, не требует наличия сложного оборудования и финансовых затрат. 9 ил., 3 пр.

Способ определения ведущего полушария мозга, включающий регистрацию электромиографии (ЭМГ) мышц рук, построение скатерограмм амплитуды и частоты турнов ЭМГ на графиках и их сравнение, отличающийся тем, что измерения осуществляют в три этапа: - на первом этапе записывают ЭМГ указывающей правой руки, поднимаемой до горизонтального уровня, одновременно регистрируют ЭМГ воспроизводящей левой руки, поднимаемой до уровня, достигнутого правой рукой; - на втором этапе записывают ЭМГ указывающей левой руки, поднимаемой до горизонтального уровня, одновременно регистрируют ЭМГ воспроизводящей правой руки, поднимаемой до уровня, достигнутого левой рукой; - на третьем этапе записывают ЭМГ правой руки и ЭМГ левой руки, поднимаемых одновременно до горизонтального уровня; проводят амплитудно-частотный анализ полученных турнов ЭМГ и на основании полученных результатов строят три совмещенных графика: - на первом - скатерограммы амплитуды и частоты турнов указывающей правой руки и воспроизводящей левой руки; - на втором - скатерограммы амплитуды и частоты турнов указывающей левой руки и воспроизводящей правой руки; - на третьем - скатерограммы амплитуды и частоты турнов правой и левой рук, при этом результаты амплитудно-частотного анализа турнов представляют в виде облака точек на трех раздельно построенных скатерограммах; по смещению вверх, вниз, вправо, влево облака скатерограмм, полученных на первых двух этапах осуществления способа относительно скатерограммы третьего этапа, делают вывод о доминировании полушария мозга, при этом при совмещении облаков второго и третьего графиков делают вывод о правополушарном доминировании; при совмещении облаков первого и третьего графиков - о левополушарном доминировании; а если в сравниваемых графиках не обнаруживают совмещения облаков, то делают вывод о бездоминирующем межполушарном взаимодействии.