Когерентность ЭЭГ–ЭМГ в бета-диапазоне при изометрической компенсации возрастающих модулированных сил низкого уровня

Показано, что кортикомышечная синхронизация возникает в бета- (15–30 Гц) и гамма-диапазоне (30–45 Гц) при изометрической компенсации соответственно статических и динамических (периодически модулированных) сил низкого уровня. Однако до сих пор неизвестно, в какой степени эти процессы синхронизации в бета- и гамма-диапазонах изменяются при увеличении модулированной силы. Для изучения этого вопроса мы исследовали кортикомышечную когерентность (КМК) между электроэнцефалограммой (ЭЭГ) и электромиограммой (ЭМГ), регистрируемой с первой тыльной межкостной мышцы (FDI), а также спектральную мощность коры и мышц во время сенсомоторной задачи с использованием различных уровней динамической (модулированной) силы. Семь здоровых праворуких женщин изометрически компенсировали динамические силы, составлявшие 8, 16 и 24% максимального произвольного сокращения (MVC), с помощью указательного пальца правой руки. Во всех трех исследованных условиях была выявлена широкополосная КМК, охватывавшая бета- и гамма-диапазоны и достигающая пика приблизительно на частоте 22 Гц в пределах бета-диапазона. Эта широкополосная когерентность линейно возрастала с увеличением уровня силы. Отдельный анализ КМК в гамма-диапазоне не выявил значимой модуляции КМК уровнем силы. Спектральная мощность ЭЭГ и ЭМГ не различалась значимо между тремя силовыми условиями. Полученные результаты поддерживают представление о том, что функция КМК в бета-диапазоне не специфична только для статических сил низкого уровня. Сенсомоторная система может задействовать более сильную и более широкополосную КМК в бета-диапазоне для формирования стабильного кортикоспинального взаимодействия при повышении уровня силы, а также при компенсации динамически модулированных сил. Это наблюдение подтверждает важность когерентности ЭЭГ–ЭМГ в бета-диапазоне для сенсомоторной интеграции.