Периодическая и апериодическая нейронная активность демонстрирует возрастные изменения в раннем и среднем детском возрасте

Период раннего и среднего детства — это время значительного роста и перестройки коры головного мозга. Такие изменения критически важны для формирования и созревания ряда социальных и когнитивных процессов. В настоящем исследовании с помощью ЭЭГ в состоянии покоя при открытых и закрытых глазах оценивали созревательные изменения как в осцилляторной (то есть периодической), так и в неосцилляторной (апериодической, «1/f-подобной») активности у большой группы участников в возрасте от 4 до 12 лет (n = 139, средний возраст 9,41 года, SD 1,95). Сигнал ЭЭГ параметризовали на апериодическую и периодическую компоненты, а затем с помощью моделей линейной регрессии проверяли, может ли хронологический возраст предсказывать апериодический экспонент и смещение, а также пиковую частоту и мощность в альфа- и бета-диапазонах. Было показано, что с возрастом снижаются как экспонент, так и смещение, тогда как скорректированная на апериодическую составляющую пиковая частота альфа-ритма увеличивается; при этом связи между возрастом и пиковой частотой в бета-диапазоне не было. Возраст также не был связан со скорректированной на апериодическую составляющую спектральной мощностью ни в альфа-, ни в бета-диапазоне, несмотря на то что обе частотные области коррелировали с апериодическим сигналом. В целом эти результаты показывают, что как периодические, так и апериодические характеристики ЭЭГ позволяют уточнять возрастные функциональные изменения в развивающемся мозге.