I.P. Pavlov Journal of Higher Nervous ActivityI.P. Pavlov Journal of Higher Nervous ActivityЖурнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова0044-46773034-5316The Russian Academy of Sciences65203410.31857/S0044467723030036TOOFHIФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (КОГНИТИВНОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКАФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (КОГНИТИВНОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКАBALANCE OF RESTING STATE NETWORKS AFTER MIGRATION TO THE NORTH REGIONОсобенности баланса сетей покоя после переезда в условия СевераBocharovA. V.БочаровА. В.bocharovav@neuronm.ruMerkulovaE. A.МеркуловаЕ. А.bocharovav@neuronm.ruRudichP. D.РудычП. Д.bocharovav@neuronm.ruZavarzinE. A.ЗаварзинЕ. А.bocharovav@neuronm.ruMilakhinaN. S.МилахинаН. С.bocharovav@neuronm.ruSaprigynA. E.СапрыгинА. Е.bocharovav@neuronm.ruKarpovaA. G.КарповаА. Г.bocharovav@neuronm.ruTamozhnikovS. S.ТаможниковС. С.bocharovav@neuronm.ruSavostyanovA. N.СавостьяновА. Н.bocharovav@neuronm.ruKnyazevG. G.КнязевГ. Г.bocharovav@neuronm.ruScientific Research Institute of Neurosciences and MedicineНаучно-исследовательский институт нейронаук и медициныNovosibirsk State UniversityНовосибирский государственный университетInstitute of Cytology and Genetics SB RASИнститут цитологии и генетики СО РАНNorth-Eastern Federal UniversityФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Северо-Восточный Федеральный Университет им. М.К. Аммосова0105202373335736802022025Copyright ©; 2023, А.В. Бочаров, А.Н. Савостьянов, С.С. Таможников, А.Г. Карпова, А.Е. Сапрыгин, Н.С. Милахина, Е.А. Заварзин, П.Д. Рудыч, Е.А. Меркулова, Г.Г. КнязевCopyright ©; 2023, А.В. Бочаров, А.Н. Савостьянов, С.С. Таможников, А.Г. Карпова, А.Е. Сапрыгин, Н.С. Милахина, Е.А. Заварзин, П.Д. Рудыч, Е.А. Меркулова, Г.Г. Князев2023А.В. Бочаров, А.Н. Савостьянов, С.С. Таможников, А.Г. Карпова, А.Е. Сапрыгин, Н.С. Милахина, Е.А. Заварзин, П.Д. Рудыч, Е.А. Меркулова, Г.Г. КнязевА.В. Бочаров, А.Н. Савостьянов, С.С. Таможников, А.Г. Карпова, А.Е. Сапрыгин, Н.С. Милахина, Е.А. Заварзин, П.Д. Рудыч, Е.А. Меркулова, Г.Г. Князевhttps://innoscience.ru/0044-4677/article/view/652034

The study involved 45 students (all men) of different nationalities (mostly Tajiks and Kyrgyzs) aged from 17 to 28 years who had moved to the conditions of the North (Yakutsk, Republic of Sakha (Yakutia)). The aim of the study was to investigate the balance of connectivity of resting state networks in the first condition, when the participants got into a new unfamiliar environment and in the second condition after one year of staying in these conditions. A 128-channel EEGs were recorded at rest. Connectivity measures were calculated between nodes of resting state networks and the rest of the brain. Connectivity contrasts Attention Networks vs Default Mode Network in the first and in the second conditions were performed. In the first condition, a predominance of Attention networks over Default mode network was revealed, which could be related to an increased attention to new stimuli and tasks in a new unfamiliar environment. In the second condition, after one year of staying in these environmental conditions, the balance of resting state networks shifted toward a predominance of the Default mode network over Attention networks.

В исследовании приняли участие 45 студентов (все мужчины) разных национальностей (в основном таджики и киргизы) в возрасте от 17 до 28 лет, которые переехали в условия Севера (г. Якутск, Республика Саха (Якутия)). Целью исследования было изучение баланса коннективности сетей покоя в первом условии, когда участники исследования попали в новые непривычные условия пребывания, и во втором условии – по прошествии одного года пребывания в этих условиях. 128-канальная ЭЭГ была записана в состоянии покоя. Рассчитывалась коннективность между узлами сетей покоя и остальным мозгом. Было проведено сравнение коннективностей сетей внимания с дефолт-системой мозга в первом и во втором условии. В первом условии было выявлено преобладание сетей внимания над дефолт-системой мозга, что может быть связано с усилением внимания, ориентированного на восприятие новых стимулов и задач в новых условиях. Во втором условии, спустя один год пребывания в данных условиях среды, баланс сетей покоя смещался в сторону преобладания дефолт-системы мозга над сетями внимания.

EEGdefault mode networkattention networksresting state networksconnectivityЭЭГдефолт-система мозгасети вниманиясети покояконнективностьКнязев Г.Г., Бочаров А.В., Савостьянов А.Н., Левин Е.А. ЭЭГ-корреляты активности дефолт-системы при обработке социально значимой информации. Журн. высш. нерв. деят. 2020. 70 (2): 174–181.Нагорнова Ж.В., Шемякина Н.В., Белишева Н.К., Сороко С.И. Анализ возрастной динамики и половых особенностей спонтанной биоэлектрической активности и компонентов слуховых вызванных потенциалов у младших школьников, проживающих в Арктической зоне РФ. Физ. чел. 2018. 44 (2): 84–95.Рожков В.П., Трифонов М.И., Сороко С.И. Оценка формирования биоэлектрической активности мозга у школьников-северян по интегральным параметрам многоканальной ЭЭГ. Физ. чел. 2018. 44 (6): 15–26.Шабанов Л.В., Мороденко Е.В. Динамика изменений личности студента в процессе социальной адаптации к новым условиям жизни. Прокопьевск, 2015. С. 195.Akiki T.J., Averill C.L., Abdallah C.G. A network-based neurobiological model of PTSD: evidence from structural and functional neuroimaging studies. Curr. Psychiatry Rep. 2017. 19 (11): 1–10.Brookes M.J., Liddle E.B., Hale J.R., Woolrich M.W., Luckhoo H., Liddle P.F., Morris P.G. Task induced modulation of neural oscillations in electrophysiological brain networks. Neuroimage. 2012. 63 (4): 1918–1930.Brookes M.J., Woolric M., Luckhoo H., Price D., Hale J.R., Stephenson M.C., Barnes G.R., Smith S.M., Morris P.G. Investigating the electrophysiological basis of resting state networks using magnetoencephalography. PNAS. 2011. 108 (40): 16783–16788.Buckner R.L., Andrews-Hanna J.R., Schacter D.L. The brain’s default network: anatomy, function, and relevance to disease. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2008. 1124 (1): 1–38.Cauda F., D’agata F., Sacco K., Duca S., Geminiani G., Vercelli A. Functional connectivity of the insula in the resting brain. Neuroimage. 2011. 55 (1): 8–23.Clasen P.C., Beevers C.G., Mumford J.A., Schnyer D.M. Cognitive control network connectivity in adolescent women with and without a parental history of depression. Dev. Cogn. Neurosci. 2014. 7: 13–22.Cohen H., Kaplan Z., Kotler M., Kouperman I., Moisa R., Grisaru N. Repetitive transcranial magnetic stimulation of the right dorsolateral prefrontal cortex in posttraumatic stress disorder: a double-blind, placebo-controlled study. Am. J. Psychiatry. 2004. 161 (3): 515–524.Dailey N.S., Smith R., Raikes A., Alkozei A., Killgore W.D.S. Reduced functional connectivity in the executive control network following mild traumatic brain injury: Implications for emotional regulation. Biol. Psychiatry. 2018. 83: 162.Fox M.D., Snyder A.Z., Vincent J.L., Corbetta M., Van Essen D.C., Raichle M.E. The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005. 102: 9673–9678.Fuchs M., Wagner M., Kastner J. Boundary element method volume conductor models for EEG source reconstruction. Clin. Neurophysiol. 2001. 112: 1400–1407.Greenberg B.D., Ziemann U. Decreased neuronal inhibition in cerebral cortex in obsessive-compulsive disorder on transcranial magnetic stimulation. The Lancet. 1998. 352 (9131): 881–882.Gusnard D.A., Raichle M.E. Searching for a baseline: functional imaging and the resting human brain. Nat. Rev. Neurosci. 2001. 2 (10): 685–694.Hamilton J.P., Chen M.C., Gotlib I.H. Neural systems approaches to understanding major depressive disorder: an intrinsic functional organization perspective. Neurobiol. Dis. 2013. 52: 4–11.Hipp J.F., Hawellek D.J., Corbetta M., Siegel M., Engel A.K. Large-scale cortical correlation structure of spontaneous oscillatory activity. Nat. Neurosci. 2012. 15 (6): 884–890.Knyazev G.G. EEG delta oscillations as a correlate of basic homeostatic and motivational processes. Neurosci. Biobehav. Rev. 2012. 36 (1): 677–695.Knyazev G.G., Savostyanov A.N., Bocharov A.V., Tamozhnikov S.S., Saprigyn A.E. Task-positive and task-negative networks and their relation to depression: EEG beamformer analysis. Behav. Brain Res. 2016. 306: 160–169.Knyazev G.G., Savostyanov A.N., Bocharov A.V., Brak I.V., Osipov E.A., Filimonova E.A., Saprigyn A.E., Aftanas L.I. Task-positive and task-negative networks in major depressive disorder: a combined fMRI and EEG study. J. Affect. Disord. 2018. 235: 211–219.Knyazev G.G., Savostyanov A.N., Bocharov A.V., Levin E.A., Rudych P.D. Intrinsic connectivity networks in the self-and other-referential processing. Front. Hum. Neurosci. 2020. 14: 579703.Kober H., Kross E.F., Mischel W., Hart C.L., Ochsner K.N. Regulation of craving by cognitive strategies in cigarette smokers. Drug Alcohol. Depend. 2010. 106 (1): 52–55.Koch S.B., van Zuiden M., Nawijn L., Frijling J.L., Veltman D.J., Olff M. Aberrant resting-state brain activity in posttraumatic stress disorder: A meta-analysis and systematic review. Depress. Anxiety. 2016. 33 (7): 592–605.Lefaucheur J.P., Antal A., Ayache S.S., Benninger D.H., Brunelin J., Cogiamanian F., Cotelli M., De Ridder D., Ferrucci R., Langguth B., Marangolo P., Mylius V., Nitsche M.A., Padberg F., Palm U., Poulet E., Priori A., Rossi S., Schecklmann M., Vanneste S., Ziemann U., Garcia-Larrea L., Paulus W. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS). Clin. Neurophysiol. 2017. 128 (1): 56–92.Litvak V., Eusebio A., Jha A, Oostenveld R., Barnes G.R., Penny W.D., Zrinzo L., Hariz M.I., Limousin P., Friston K.J., Brown P. Optimized beamforming for simultaneous MEG and intracranial local field potential recordings in deep brain stimulation patients. NeuroImage. 2010. 50:1578–1588.Marks I.M., Nesse R.M. Fear and Fitness: An Evolutionary Analysis of Anxiety. Ethol. Sociobiol. 1994. 15: 247–261.Menon V. Large-scale brain networks and psychopathology: a unifying triple network model. Trends Cogn. Sci. 2011. 15 (10): 483–506.Menon V. The triple network model, insight, and large-scale brain organization in autism. Biol. Psychiatry. 2018. 84: 236–238.Menon V., D’Esposito M. The role of PFC networks in cognitive control and executive function. Neuropsychopharmacology. 2022. 47 (1): 90–103.Menon V., Uddin L.Q. Saliency, switching, attention and control: a network model of insula function. Brain structure and function. 2010. 214 (5): 655–667.Pan J., Zhan L., Hu C., Yang J., Wang C., Gu L., Zhong S., Huang Y., Wu Q., Xie X., Chen Q., Zhou H., Huang M., Wu X. Emotion regulation and complex brain networks: association between expressive suppression and efficiency in the fronto-parietal network and default-mode network. Front. Hum. Neurosci. 2018. 12: 70.Pilhatsch M., Vetter N.C., Hubner T., Ripke S., Müller K.U., Marxen M., Rodehacke S., Mennigen E., Schmidt D., Kroemer N.B., Smolka M.N. Amygdala-function perturbations in healthy mid-adolescents with familial liability for depression. J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry. 2014. 53: 559–68.Raichle M.E., MacLeod A.M., Snyder A.Z., Powers W.J., Gusnard D.A., Shulman G.L. A default mode of brain function. Proc. Natl. Acad. Sci. 2001. 98 (2): 676–682.Raichle M.E. The brain’s default mode network. Annu. Rev. Neurosci. 2015. 38: 433–447.Saviola F., Pappaianni E., Monti A., Grecucci A., Jovicich J., De Pisapia N. Trait and state anxiety are mapped differently in the human brain. Sci. Rep. 2020. 10 (1): 1–11.Seeley W.W., Menon V., Schatzberg A.F., Keller J., Glover G.H., Kenna H., Reiss A.L., Greicius M.D. Dissociable intrinsic connectivity networks for salience processing and executive control. J. Neurosci. 2007. 27 (9): 2349–2356.Seeley W.W. The salience network: a neural system for perceiving and responding to homeostatic demands. J. Neurosci. 2019. 39 (50): 9878–9882.Schacter D.L., Addis D.R., Buckner R.L. Episodic simulation of future events: Concepts, data, and applications. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2008. 1124 (1): 39–60.Smitha K.A., Akhil Raja K., Arun K.M., Rajesh P.G., Thomas B., Kapilamoorthy T.R., Kesavadas C. Resting state fMRI: A review on methods in resting state connectivity analysis and resting state networks. Neuroradiol. J. 2017. 30 (4): 305–317.Spielberger C.D. State-Trait Anxiety Inventory: A comprehensive bibliography. Palo Alto: Consulting Psychologists Press, 1984.Szeszko P.R., Yehuda R. Magnetic resonance imaging predictors of psychotherapy treatment response in post-traumatic stress disorder: A role for the salience network. Psychiatry Res. 2019. 277: 52–57.Van Veen B.D., van Drongelen W., Yuchtman M., Suzuki A. Localization of brain electrical activity via linearly constrained minimum variance spatial filtering. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1997. 44: 867–80.Wu L.L., Potenza M.N., Zhou N., Kober H., Shi X.H., Yip S.W., Xu J., Zhu L., Wang R., Liu G., Zhang J.T. A role for the right dorsolateral prefrontal cortex in enhancing regulation of both craving and negative emotions in internet gaming disorder: A randomized trial. Eur. Neuropsychopharmacol. 2020. 36: 29–37.