Objective: To study attention span (vigilance) disorders and identify their objective characteristics in a sleep inertia state after spontaneous awakening from daytime sleep.
Material and methods: In 15 healthy subjects (students), a bimanual psychomotor test was used to analyze attention span disorders after waking up from the stage 2 of daytime sleep. The number of button presses with the right and left hands was used to assess the disorders: compliant and non-compliant (a smaller number) with the instruction. Attention was considered impaired if a subject did not fully follow the test instructions. Complete test was considered as a behavioral marker of no impairment. The power characteristics of electroencephalography (EEG), which was recorded with different attention span in a subject, were analyzed.
Results: Attention span (vigilance) disorders upon awakening in the sleep inertia state are accompanied by generalized higher power of slow wave activity and lower power of the low-frequency alpha rhythm. These findings indicate differences in brain activation that impair the subjects' attention span in this state. The attention span does not affect the psychomotor activity switching from one hand to the other. Of note, the control over the instruction-based number of presses during switching in subjects who completed the test requires more brain resources, which is reflected in an increase in the gamma rhythm power during the test.
Conclusion: The detected neurocorrelates of impaired attention span (vigilance) due to the awakening state helps to create a set of markers that can be used to optimize the sleep-wake cycle in case of restrictions and shifts in the sleep period. They can also be used in clinical practice when patients complain of cognitive impairment due to sleep disorders.
Цель исследования: Исследовать нарушения устойчивого внимания (бдительности) и выделить их объективные характеристики в условиях состояния инерции сна после самопроизвольного пробуждения из дневного сна.
Материал и методы: У 15 практически здоровых испытуемых, студентов, с помощью бимануального психомоторного теста анализировали нарушения устойчивого внимания после пробуждения из 2-й стадии дневного сна. В качестве меры нарушений использовали количество нажатий на кнопки правой и левой руками: не соответствующее (меньшее количество) и соответствующее инструкции. Считали, что внимание нарушено, если субъект не полностью воспроизводит задания теста. Полное выполнение теста рассматривали как поведенческий маркер отсутствия нарушений. Анализировали мощностные характеристики электроэнцефалографии (ЭЭГ), которую регистрировали при разной устойчивости внимания у субъекта.
Результаты: Нарушения устойчивости внимания (бдительности) при пробуждении в условиях инерции сна сопровождаются генерализованными более высокими значениями мощности медленноволновых колебаний и меньшими величинами низкочастотного альфа-ритма. Эти факты указывают на различия в активации мозга, которые нарушают устойчивость внимания субъектов в этих обстоятельствах. Устойчивость внимания не влияет на выполнение переключения психомоторной деятельности с одной руки на другую. При этом контроль за обусловленным инструкцией количеством нажатий во время переключения в ситуации с полным выполнением заданий теста требует больше ресурсов мозга, что отражается в увеличении мощности гамма-ритма в этот период.
Заключение: Обнаруженные нейрокорреляты нарушения устойчивого внимания (бдительности), обусловленные ситуацией пробуждения, позволяют создать набор маркеров, которые могут быть использованы для оптимизации цикла сон—бодрствование в условиях ограничений и сдвигов периода сна. Они также могут применяться в клинической практике при жалобах пациентов на когнитивные нарушения, возникающие при расстройствах сна.
Keywords: EEG; attention span; awakening; cognitive performance; psychomotor test.