Предположение о связи мозга с «разумом», «управляющим духом» - всем тем, что теперь называется психической деятельностью и центральной регуляцией функций организма - заслуга мыслителей, живших многие сотни лет до нас - Гиппократа, Платона.

Основные сведения, которые могут иметь отношение к феноменологии психической деятельности человека, были получены благодаря широкому внедрению современных инструментальных методов нейрофизиологии. Эти методы позволяют прямо или косвенно оценивать функциональное состояние центральной нервной системы.

Электроэнцефалография - метод исследования головного мозга, основанный на регистрации его электрических потенциалов.

На электроэнцефалограмме регистрируется сложный колебательный электрический процесс, который является результатом электрической суммации и фильтрации элементарных процессов, протекающих в нейронах головного мозга, работающих в значительной степени независимо.

Многочисленные исследования показывают, что электрические потенциалы отдельных нейронов головного мозга связаны тесной и достаточно точной количественной зависимостью с информационными процессами.

Для того чтобы нейрон генерировал потенциал действия, передающий сообщение другим нейронам или эффекторным органам, необходимо, чтобы собственное его возбуждение достигло определенной пороговой величины. Уровень возбуждения нейрона определяется суммой возбуждающих и тормозных воздействий, оказываемых на него в данный момент через синапсы. Если сумма возбуждающих воздействий больше суммы тормозных на величину, превышающую пороговый уровень, нейрон генерирует нервный импульс, распространяющийся затем по аксону.

Мембрана — оболочка нейрона — обладает электрическим сопротивлением. За счет энергии обмена веществ концентрация положительных ионов во внеклеточной жидкости поддерживается на более высоком уровне, чем внутри нейрона. В результате существует определенная разность потенциалов. Эта разность потенциалов называется потенциалом покоя нервной клетки и составляет около 60-70 мВ. Внутриклеточная среда заряжена отрицательно относительно внеклеточного пространства.

Наличие разности потенциалов между внутриклеточной и внеклеточной средой носит название поляризации мембраны нейрона. Увеличение этой разности потенциалов называется соответственно гиперполяризацией, а уменьшение — деполяризацией.

Наличие потенциала покоя является необходимым условием нормального функционирования нейрона и генерирования им электрической активности. При прекращении обмена веществ или снижении его ниже допустимого уровня различия концентраций заряженных ионов по обе стороны мембраны сглаживаются, с чем связано прекращение электрической активности в случае клинической или биологической смерти мозга.

Электрические процессы, происходящие на уровне отдельных нейронов и их отростков, регистрируются с помощью микроэлектродов, вводимых непосредственно в нейрон.

В клинической электроэнцефалографии электрическую активность измеряют при помощи электродов, которые превышают размер нейрона в десятки тысяч раз.

Электроды устанавливаются на интактные покровы головы, т.е. весьма далеко от генерирующей электрическую активность ткани.

В таких условиях элементарные потенциалы отдельных нейронов выделены быть не могут и электроэнцефалограмма представляет собой суммарную регистрацию электрической активности многих тысяч и даже миллионов нервных элементов.

В связи с этим возникает вопрос о том, какие процессы организации отражаются в этой суммарной электрической активности.

В норме на электроэнцефалограмме регистрируется достаточно организованный колебательный процесс, в котором можно отчетливо выделить регулярные ритмические составляющие. Это является прямым доказательством того, что нейроны мозга работают не в случайных режимах, а синхронизируют свою активность между собой, т.е. объединяются в большие группы, дающие относительно одновременные положительные и отрицательные колебания потенциала, которые и приводят к выделению из общего «шума» мозговой активности ритмического сигнала, регистрируемого электроэнцефалографом.

Одним из наиболее важных в теоретическом и практическом плане вопросов является выяснение того, какие системы мозга играют главную роль в синхронизации мозговой активности.

Электрическая активность отдельных нервных клеток отражает их функциональную активность по переработке и передаче информации. Отсюда можно сделать заключение, что суммарная электроэнцефалограмма также в преобразованном виде отражает функциональную активность, но уже не отдельных нервных клеток, а их громадных популяций, т.е. функциональную активность мозга.

Это положение представляется исключительно важным для анализа электроэнцефалограммы, поскольку дает ключ к пониманию того, какие системы мозга определяют внешний вид электроэнцефалограммы и внутреннюю организацию мозговой активности.

Не анализируя детально все теоретические и экспериментальные данные, можно достаточно уверенно констатировать, что на разных уровнях ствола и в передних отделах лимбической системы имеются ядра, активация которых приводит к изменению уровня функциональной активности практически всего мозга.

Среди этих систем выделяют восходящие активирующие системы, расположенные на уровне ретикулярной формации среднего мозга и в преоптических ядрах переднего мозга и тормозящие, сомногенные системы, расположенные главным образом в неспецифических таламических ядрах, в нижних отделах моста и продолговатом мозге.

Общими для обеих этих систем являются ретикулярная организация их подкорковых механизмов и диффузные, двусторонние корковые проекции. Поскольку конечный эффект действия этих двух систем реализуется на одних и тех же мозговых корковых системах, уровень функциональной активности определяется удельным весом активности каждой из систем в конкретной ситуации.

Изменения функциональной активности мозга находят достаточно однозначное отражение на электроэнцефалограмме. Связь этих изменений с электроэнцефалографическими проявлениями настолько велика, что в современных исследованиях электроэнцефалографические показатели являются одними из важнейших при оценке уровня функциональной активности в клинической нейрофизиологии и психофизиологии.

Многочисленными исследованиями на человеке показано, что возбуждение активирующих ретикулокортикальных систем (например, в ответ на предъявление нового стимула, вызвавшего непроизвольное внимание) приводит к десинхронизации основного ритма, которая проявляется снижением амплитуды среднечастотного альфа-компонента, доминирующего в состоянии покоя, и усилением представленности высокочастотных колебаний альфа-диапазона, бета- и гамма - активности.

Высокий уровень функциональной активности мозга, соответствующий эмоциональному напряжению, направленному вниманию, выполнению новой задачи, требующей интеллектуальной мобилизации, характеризуется повышением объема воспринимаемой и перерабатываемой мозгом информации, требований к гибкости и мобильности мозговых систем.

Для всего этого необходима большая автономия нейронов в осуществлении их функций, что соответствует большей информационной содержательности процессов, в них происходящих. Это повышение степени свободы и автономности активности отдельных нейронов во времени и проявляется десинхронизацией в суммарной электрической активности.

Снижение уровня функциональной активности сопровождается сокращением афферентного притока и большей зависимостью организации нейронной активности мозга от эндогенных механизмов. В этих условиях отдельные нейроны, объединяясь в большие синхронизированные группы, оказываются в большей зависимости от деятельности связанных с ними больших популяций нейронов. Мозговые системы работают в этих условиях как бы на резонансных режимах, в связи с чем ограничиваются возможности включения нейронов в новую активность и возможность их реагирования на поступающие извне стимулы.

Синхронизированная активность, отражающаяся на электроэнцефалограмме регулярными высокоамплитудными, но медленными колебаниями, соответствует меньшей информационной содержательности, что совпадает с низким уровнем функциональной активности мозга.

Метод регистрации электроэнцефалограммы - суммарной электрической активности, отводимой с поверхности головы, рассматривается как наиболее распространенный и адекватный для изучения нейрофизиологических основ психической деятельности.

Многоканальная запись электроэнцефалограммы позволяет одномоментно регистрировать электрическую активность многих функционально различных областей коры.

Электроэнцефалограмма отводится с помощью специальных электродов (чаще серебряных), которые фиксируются на поверхности черепа шлемом или крепятся клеящей пастой. Наиболее часто используется расположение электродов по системе 10-20 %, где их координаты рассчитаны по основным костным ориентирам. Поскольку электроэнцефалография отражает разность потенциалов между двумя точками, для выяснения активности отдельных корковых областей используют индифферентный электрод, помещаемый чаще всего на мочке уха. Это так называемое монополярное отведение. Наряду с этим анализируется разность потенциалов между двумя активными точками (биполярное отведение).

Электроэнцефалография как самостоятельная область клинической диагностики имеет свой специфический язык - электроэнцефалографическая семиотика. Как для всякого колебательного процесса, основными понятиями, на которые опирается характеристика электроэнцефалограммы, являются частота, амплитуда и фаза.

Частота определяется количеством колебаний в секунду; ее записывают соответствующим числом и сокращенным обозначением секунды после знака дроби.

Поскольку электроэнцефалография представляет собой вероятностный процесс, на каждом участке записи встречаются волны различных частот, поэтому в заключение приводят среднюю частоту оцениваемой активности.

Амплитуда — размах колебаний электрического потенциала на электроэнцефалограмме, измеряют от пика предшествующей волны до пика последующей волны в противоположной фазе, оценивают амплитуду в микровольтах. Для измерения амплитуды используют калибровочный сигнал. Так, если калибровочный сигнал, соответствующий напряжению в 50 микровольт, имеет на записи высоту 10 мм, то соответственно 1 мм отклонения записи будет означать 5 микровольт.

Фаза определяет текущее состояние процесса и указывает на направление вектора его изменений.

Независимо от способа регистрации в электроэнцефалограмме выделяются следующие типы ритмических колебаний: дельта-ритм, тета-ритм, альфа-ритм - это основной ритм электроэнцефалограммы, преимущественно выраженный в каудальных отделах коры (затылочной и теменной), бета-ритм, гамма-колебания.

Эти ритмы различаются не только по своим частотным, но и функциональным характеристикам. Их амплитуда, топография, соотношение являются важным диагностическим признаком и критерием функционального состояния различных областей коры при реализации психической, интеллектуальной деятельности.

Известно, что в спокойном состоянии у человека альфа ритм электроэнцефалограммы регистрируется в затылочной области мозга при закрытых глазах. Рядом авторов показана локализация генераторов этого ритма в зрительной коре. Таким образом, альфа-ритм лучше всего выражен в затылочных отделах и имеет наибольшую амплитуду в состоянии спокойного расслабленного бодрствования, особенно при закрытых глазах в затемненном помещении. При повышении уровня функциональной активности мозга (напряженное внимание, интенсивная психическая работа, чувство страха) амплитуда альфа-ритма уменьшается, часто до полного его исчезновения. На электроэнцефалограмме появляется высокочастотная нерегулярная активность.

Бета-ритм — ритм электроэнцефалограммы, присущий состоянию активного бодрствования. Наиболее сильно этот ритм выражен в лобных областях, но при различных видах интенсивной деятельности резко усиливается и распространяется на другие области мозга. Так, выраженность бета-ритма возрастает при предъявлении нового неожиданного стимула, в ситуации внимания, при умственном напряжении, эмоциональном возбуждении.

Дельта- и тета колебания могут в небольшом количестве и при амплитуде, не превышающей амплитуду альфа-ритма, встречаться на электроэнцефалограмме взрослого бодрствующего человека. В этом случае они указывают на определенное снижение уровня функциональной активности мозга.

Необходимо также сказать о том, что существуют различные предположения о значении медленноволновой активности на электроэнцефалограмме. В работах Леонида Ростиславовича Зенкова с соавторами отмечено, что патологическими считаются электроэнцефалограммы, содержащие тета - и дельта колебания, превышающие по амплитуде 40 микровольт и занимающие более 15% от общего времени регистрации.

По данным других ученых дельта-волны регистрируются тогда когда человек находится в состоянии глубоко сна, во время гипноза, в состоянии транса.

В тоже время имеются данные о том, что дельта-волны - это своеобразный радар, принимающий информацию на инстинктивном уровне. Люди с большой амплитудой дельта-волн, как правило, обладают хорошо развитой интуицией. Большая амплитуда дельта-волн делает человека чрезвычайно проникновенным. Такие люди привыкли полагаться на свое шестое чувство, так как оно часто подсказывает им правильные выходы из самых различных ситуаций.

Анализ электроэнцефалограммы осуществляется как визуально, так и с помощью компьютерных методов.

Визуальная оценка применяется в клинической практике. С целью унификации и объективизации диагностических оценок используется метод структурного анализа электроэнцефалографии, основанный на выделении функционально сходных признаков и их объединении в блоки, отражающие характер активности структур мозга различного уровня.

Спектральный, корреляционный анализы, и особенно, анализ функции когерентности ритмической активности позволяют оценивать степень сходства организации ритмов на электроэнцефалограмме в различных мозговых структурах. Сходство организации биоритмов рассматривается как необходимая предпосылка взаимодействия и адекватный показатель функционального объединения структур мозга при осуществлении различных видов деятельности.

Для изучения механизмов регуляции и динамики нервных процессов, а также для уточнения наличия и локализации очага патологической активности и размеров поражения мозга применяют функциональные пробы. В первую группу включены пробы, позволяющие исследовать реакции мозга на внешние раздражители, например реакция активации, фото и фоностимуляция. Другая группа функциональных проб связана с воздействием на внутреннее состояние организма путем изменения его метаболизма, фармакологических или некоторых механических воздействий, изменяющих гемоциркуляцию в мозге, например гипервентиляция. В отдельных случаях применяют такую пробу как депривация сна и при проведении электроэнцефалографии у детей с эпилептическими приступами некоторые специалисты рекомендуют проводить так называемую пробу «отмены противоэпилептических препаратов» с целью исследовать наличие вероятности провокации приступа.

Реакция активации - это проба с открыванием и закрыванием глаз, которая проявляется в виде снижения амплитуды основного ритма. Реакция активации интересна в плане провокации некоторых форм генерализованной эпилептической активности, которая появляется через короткое время после закрывания глаз, особенно это касается бессудорожных форм приступов. Локальная (корковая) эпилептическая активность обычно при десинхронизации (во время открывания глаз) сохраняется. В то время как эпилептическая активность обусловленная процессом в глубинных структурах мозга может исчезать.

Фотостимуляцию часто проводят световыми мельканиями фиксированной частоты от 5 до 30 Гц сериями по 10-20 секунд. Помимо одиночных вспышек света, в зависимости от цели исследования можно применять серии одинаковых вспышек. Такая функциональная проба позволяет выявлять фотосенситивную эпилептическую активность. Серии вспышек заданной частоты также применяют для исследования реакции усвоения ритма - способности электроэнцефалографических колебаний воспроизводить ритм внешних раздражений. В норме реакция усвоения ритма хорошо выражена на частоте мельканий, близкой к собственным ритмам электроэнцефалограммы.

Фоностимуляция обычно применяется в виде кратковременного громкого звукового сигнала. Информативность этой пробы мала, но иногда встречается провокация локальной эпилептической активности. Интересно появление вертекс-потенциала в начале пробы, который чаще встречается у детей с невротическими проявлениями.

Гипервентиляция - это частое и глубокое дыхание в течение 1-3 минут. Такое дыхание вызывает выраженные обменные изменения в головном мозге за счет интенсивного выведения углекислоты, которые, в свою очередь, способствуют появлению эпилептической активности на электроэнцефалограмме у людей с приступами. Гипервентиляция во время записи электроэнцефалограммы позволяет выявить скрытые эпилептические изменения и уточнить характер эпилептических приступов. Произвольная гипервентиляция как функциональная проба применяется для выявления скрытых поражений нервной системы с 1929 года, когда независимо друг от друга появились работы немецкого ученого Ферстера и американского исследователя Роззета. Ферстер предложил использовать произвольную гипервентиляцию для выявления скрыто протекающих форм эпилепсии. Роззет применял ее для распознавания разнообразных поражений нервной системы. Этот метод в течение нескольких лет широко распространился, и его стали использовать при диагностике не только эпилепсии, но и истерии, мигрени, нарколепсии, невропатии, психопатии, эпидемического энцефалита, органических поражений нервной системы.

С введением в клиническую практику метода электроэнцефалографии было выявлено, что у большого числа больных эпилепсией гипервентиляция уже в первые минуты приводит к появлению и усилению эпилептической активности, усилению и генерализации локальных эпилептических проявлений.

Проба с лишением сна в течение суток, применяется в случаях, когда при «обычном» исследовании пациента с эпилептическими приступами необходимо увеличить вероятность выявления эпилептической активности. Эта проба повышает информативность электроэнцефалографии примерно на 28. Однако, проба достаточно тяжело переносится детьми младше 10 лет.

Другой тип суммарной электрической активности, возникающий в ответ на внешние воздействия, - вызванные потенциалы - отражает изменения функциональной активности областей коры, осуществляющих прием и обработку поступающей информации. Вызванный потенциал представляет собой последовательность разных по полярности - позитивных и негативных компонентов, возникающих после предъявления стимула. Количественными характеристиками вызванных потенциалов являются латентный период (время от начала стимула до максимума каждого компонента) и амплитуда компонентов. Метод регистрации вызванных потенциалов широко используется при анализе процесса восприятия.

В экспериментальных моделях на животных при одновременной регистрации вызванных потенциалов и активности отдельных нейронов была показана связь основного комплекса вызванных потенциалов с возбудительными и тормозными процессами, протекающими на разных уровнях коры больших полушарий. Было обнаружено, что начальные компоненты вызванных потенциалов связаны с активностью пирамидных клеток, воспринимающих сенсорную информацию, - это так называемые экзогенные компоненты. Возникновение других, более поздних фаз ответа, отражает обработку информации, осуществляемую нейронным аппаратом коры при участии не только сенсорного афферентного потока, но и импульсации, поступающей из других отделов мозга, в частности, из ассоциативных и неспецифических ядер таламуса, и по внутрикорковым связям из других корковых зон.

Эти нейрофизиологические исследования положили начало широкому использованию вызванных потенциалов человека для анализа когнитивных процессов.

У человека вызванные потенциалы имеют относительно небольшую амплитуду по сравнению с фоновой электроэнцефалографией, и его изучение стало возможно только при использовании компьютерной техники выделения сигнала из шума и последующего накопления реакций, возникающих в ответ на ряд однотипных стимулов.

Вызванные потенциалы, регистрируемые при предъявлении сложных сенсорных сигналов и решении определенных когнитивных задач, получили название связанных с событиями потенциалов.

При изучении связанных с событиями потенциалов наряду с параметрами, используемыми при анализе вызванных потенциалов, - латентный период и амплитуда компонентов - применяются и другие специальные методы обработки, позволяющие в сложной конструкции вызванных потенциалов дифференцировать компоненты, разные по функциональной значимости.

Вызванные потенциалы на различные раздражители часто являются единственным способом узнать о состоянии глубинных структур мозга и оценить их функцию. Кроме того, поскольку мы регистрируем ответ на известный и строго дозированный раздражитель, мы имеем возможность оценить сохранность зрительной, или, например, слуховой функции.

Ценность получаемой информации о работе различных структур мозга делает вызванные потенциалы незаменимым методом их исследования. Более того, некоторые отделы мозга нельзя тестировать никакими другими методами.

Использование вызванных потенциалов является неоценимым средством для раннего обнаружения и прогнозирования течения различных заболеваний, таких как инсульт, опухоли головного мозга, последствия черепно-мозговой травмы, рассеянный склероз и многих других. Ранняя диагностика этих состояний определяет своевременность назначения их адекватного лечения.

Различают зрительно вызванные потенциалы, слуховые вызванные потенциалы мозгового ствола, соматосенсорные вызванные потенциалы.

Исследование зрительных вызванных потенциалов дает возможность получить объективную информацию о состоянии зрительного нерва, объективно оценить остроту зрения и возможность ее улучшения, оценить работу зрительных центров в головном мозге и контролировать динамику их состояния на фоне лечения.

Акустические стволовые вызванные потенциалы позволяют оценить состояние слухового нерва и центров слухового пути в наиболее глубинных структурах мозга - так называемом мозговом стволе и подкорке. Наиболее часто акустические стволовые вызванные потенциалы применяются в клинической практике для оценки тугоухости, изменений в стволе головного мозга (недостаточность кровообращения, инфаркт, опухоль), воздействия на ствол мозга при травмах и других заболеваниях.

Соматосенсорные вызванные потенциалы - это ответ нервной системы на всех ее уровнях - от нервов конечностей до коры головного мозга. Регистрируются на раздражение нервов рук или ног в зависимости от поставленной задачи. Информативны при нарушениях чувствительности, повреждениях спинного мозга на различных уровнях, подозрениях на поражение подкорковых чувствительных центров и коры головного мозга.

Эхоэнцефалография - это метод исследования головного мозга человека, в основе которого лежит различная проницаемость структур головного мозга для ультразвука. Возможность использования ультразвука для обнаружения невидимых объектов впервые была показана Спаланцани в 1793 году. Он установил, что летучие мыши, лишенные возможности воспринимать звук, теряют способность ориентироваться в темноте.

Ультразвук представляет собой механические распространяющиеся упругие колебания среды с частотой выше частоты слышимого звука, т.е. выше 18 000 Гц.

При высокой частоте колебаний ультразвук может быть сформирован в остро направленные лучи. При длине волны, значительно меньшей, чем толщина среды, в которую переходит ультразвук, и при достаточной разнице акустических сопротивлений двух сред на границах между ними в соответствии с законами геометрической линейной оптики происходит отражение ультразвука. В однородной среде ультразвук распространяется с постоянной скоростью. Для тканей человеческого организма, в частности ткани мозга, эта скорость близка к скорости распространения ультразвука в воде и составляет около 1500 метров в секунду.

Отражение ультразвука по законам геометрической оптики позволяет по направлению посланного ультразвукового луча и положению точки, в которой воспринято эхо, точно определить местоположение отражающей структуры. Эти два главных факта являются основой применения метода ультразвукового зондирования для целей определения положения и топографии внутричерепных структур.

В нормальных условиях отражающими ультразвук структурами являются мягкие покровы и кости головы, мозговые оболочки, интерфазы: мозговое вещество — спинномозговая жидкость, спинномозговая жидкость — эпифиз; а также сосудистые сплетения и некоторые пограничные области серого и белого вещества. В условиях патологии такими отражающими структурами могут быть патологические образования: опухоли, абсцессы, гематомы.

При одномерной эхографии наибольшее значение имеют эхо-сигналы, отраженные от срединных структур мозга: III желудочка, эпифиза и прозрачной перегородки. В норме эти образования лежат в сагиттальной срединной плоскости головы, давая в качестве вариантов отклонения не более 2-3 мм.

При развитии одностороннего супратенториального объемного процесса, сопровождающегося изменением объема соответствующего полушария мозга, происходит смещение срединных структур мозга в сторону здорового полушария. При обратных объемных изменениях — атрофическом процессе в одном из полушарий — смещение может быть направлено в сторону пораженного полушария. Смещение срединных образований мозга может быть зарегистрировано эхоэнцефалографически по соответствующему изменению положения отраженного от них эха на горизонтальной развертке электронно-лучевой трубки эхоэнцефалографа. Это позволяет при учете других клинических данных правильно установить не только сторону поражения, но и в определенной мере его характер (объемные процессы).

При проведении эхоэнцефалографического исследования диагностически важным является изменение положения М-эха (сигнал от срединных структур) так как этот показатель отражает изменения объемных межполушарных соотношений, в большинстве случаев как показатель увеличения объема одного из полушарий под влиянием патологического процесса.

На представленном слайде отражено смещение М-эха слева направо на 12 мм.

Значительное место в расстройстве нормальной работы мозга занимают нарушения мозгового кровообращения. В нейрофизиологии достаточно широко применяется простой метод оценки кровенаполнения в бассейнах основных снабжающих мозг артерий - реоэнцефалография.

Реоэнцефалография представляет собой измерение сопротивления между электродами, особым образом расположенными на поверхности головы, которое в основном обусловлено внутричерепной гемодинамикой. Для предотвращения поляризации и воздействия электрического тока на мозг измерение производится слабым переменным током высокой частоты.

Слайд 21

На слайде показан фрагмент реограммы, которая представляет собой кривую, синхронную с пульсом. Анализ реографических кривых имеет два основных направления: первое направление - визуальный анализ, основанный на трактовке внешней формы реографической волны и ее отдельных деталей; второе направление - анализ с использованием цифровых расчетов.

При визуальном анализе в реограмме выделяют крайние точки волны: начало, вершину и конец. Участок кривой от начала до вершины называется восходящей частью реографической волны - анакрота; участок от вершины до конца волны - нисходящей частью - катакрота.

В норме восходящая часть волны более крутая, а нисходящая часть пологая. На нисходящей части отмечается дополнительная дикротическая волна и инцизура. При повышении тонуса сосудистой стенки дикротическая волна на нисходящей части смещается к вершине волны, а выраженность инцизуры уменьшается. При понижении тонуса происходит обратное явление - резкое увеличение выраженности дикротической волны.

Цифровой анализ реографических кривых позволяет уточнить характер изменений, определяемых визуально, и выявить целый ряд других особенностей в состоянии сосудов изучаемой области.

Наряду с электроэнцефалографией, все большую популярность в последнее время приобретает метод магнитной энцефалографии, обладающий высоким временным и пространственным разрешением, позволяющим локализовать источники активности нейронов коры головного мозга, связанные с выполнением той или иной экспериментальной задачи.

Первые электромагнитные поля нервной системы были зарегистрированы у лягушки с помощью индукционного датчика. Они были записаны с расстояния 12 мм при возбуждении седалищного нерва.

Самый сильный сигнал из порождаемых переменными биотоками у человека дает сердце. Впервые магнитное поле сердца человека было записано в 1963 году. Первые же измерения электромагнитного поля мозга человека были сделаны Коеном в 1968 году. Магнитным методом он зарегистрировал спонтанный альфа-ритм у здоровых обследуемых и изменение активности мозга у эпилептических больных.

Создание магнитометров связано с открытием Джозефсона, за которое он получил Нобелевскую премию.

Работая в области криогенной технологии со сверхпроводящими материалами, он обнаружил, что между двумя сверхпроводниками, разделенными диэлектриком, возникает ток, если они находятся вблизи электромагнитного поля. На основе открытия Джозефсона были созданы СКВИДы — сверхпроводниковые квантомеханические интерференционные датчики.

Однако магнитометры, работающие на базе СКВИДа, относятся к классу очень дорогостоящего оборудования. Это обусловлено тем, что их необходимо регулярно заполнять жидким гелием в качестве диэлектрика. Поэтому дальнейшее совершенствование магнитометров связано с разработкой квантовых магнитометров с оптической накачкой. Были созданы МОНы, в которых вместо жидкого гелия используются пары щелочного металла цезия. Это более дешевые системы, не требующие криогенной техники. В них световой сигнал поступает по световодам от общего источника и достигает фотодетекторов. Каждый магнитометр имеет множество датчиков, что позволяет получать пространственную картину распределения электромагнитного поля.

Магнитоэнефалограф устанавливают в специальном помещении, оборудованном защитными металлическими стенами, которые предотвращают влияние внешних магнитных полей на результаты исследования. На голову пациента надевается специальный, со встроенными сенсорами, шлем. Во время магнитоэнцефалографии пациент может сидеть или лежать. Исследование абсолютно безболезненное и может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов. После записи происходит анализ данных, конечным результатом которого является заключение о предполагаемом местонахождении воспалительного очага или очага эпилепсии.

Магнитоэнцефалография по сравнению с электроэнцефалографией обладает рядом преимуществ. Прежде всего, это связано с бесконтактным методом регистрации. Магнитоэнцефалография не испытывает искажений от кожи, подкожной жировой клетчатки, костей черепа, твердой мозговой оболочки, крови, так как магнитная проницаемость для воздуха и для тканей примерно одинакова.

В процессе регистрации отражаются только источники активности, которые расположены тангенциально (параллельно черепу), так как магнитоэнцефалография не реагирует на радиально ориентированные источники. Благодаря этим свойствам магнитоэнцефалография позволяет определять локализацию только корковых диполей, тогда как в электроэнцефалографии суммируются сигналы от всех источников независимо от их ориентации, что затрудняет их разделение. Магнитоэнцефалография не требует индифферентного электрода и снимает проблему выбора места для реально неактивного отведения.

Магнитоэнцефалография дополняет информацию об активности мозга, получаемую с помощью электроэнцефалографии.

Компьютерная томография основана на использовании новейших технических методов и вычислительной техники, позволяющих получить множество изображений одной и той же структуры и ее объемное изображение.

Суть томографических методов исследования - получение срезов мозга искусственным путем. Для построения срезов используют либо просвечивание, например, рентгеновскими лучами, либо излучение от мозга, исходящее от изотопов, введенных предварительно в мозг.

Различают структурную и функциональную томографию. Рентгеновская томография относится к структурной. Позитронно-эмиссионная томография, которую еще называют прижизненным методом функционального изотопного картирования мозга, относится к функциональной.

Из методов компьютерной томографии наиболее часто используется метод позитронно-эмиссионной томографии. Этот метод позволяет охарактеризовать активность различных структур мозга на основе изменения метаболических процессов. При обменных процессах нервные клетки используют определенные химические элементы, которые можно пометить радиоизотопами. Усиление активности сопровождается усилением обменных процессов, и в областях повышенной активности образуется скопление изотопов, по которым и судят об участии тех или иных структур в психических процессах.

В неврологии позитронно-эмиссионная томография позволяет выявить функциональные изменения головного мозга при сосудистых заболеваниях, деменциях, а также применяется для дифференциальной диагностики очаговых образований. В 2003 году ученым-медикам удалось впервые в мире прижизненно с помощью позитронно-эмиссионной томографии поставить достоверный диагноз на ранних стадиях болезни Альцгеймера.

Болезнь Альцгеймера - это заболевание, связанное с гибелью клеток головного мозга и ведущее к тяжелым расстройствам памяти, интеллекта, других когнитивных функций, а также к серьезным проблемам в эмоциональной и поведенческой сферах. Главная опасность в том, что дегенеративные процессы в течение первых 15-20 лет протекают в организме человека незаметно.

Другим широко используемым методом является ядерно-магнитно-резонансная томография. Метод основан на получении изображения, отражающего распределение плотности ядер водорода (протонов), при помощи электромагнитов, расположенных вокруг головы человека.

Водород является одним из химических элементов, участвующих в метаболических процессах, и потому его распределение в структурах мозга является надежным показателем их активности. Преимущество этого метода состоит в том, что его использование, в отличие от позитронно-эмиссионной томографии, не требует введения в организм радиоизотопов и вместе с тем так же, как позитронно-эмиссионная томография, позволяет получить четкие изображения «срезов» мозга в различных плоскостях.

Технология магнитно-резонансной томографии, которая основана на ядерно-магнитно-резонансной томографии достаточно сложна: используется эффект резонансного поглощения атомами электро-магнитных волн. Человека помещают в магнитное поле, которое создает аппарат. Молекулы в организме при этом разворачиваются согласно направлению магнитного поля. После этого радиоволной проводят сканирование. Изменение состояния молекул фиксируется на специальной матрице и передается в компьютер, где строится изображение и проводится обработка полученных данных.

В настоящее время о вреде магнитного поля ничего не известно. Однако большинство ученых считают, что в условиях, когда нет данных о его полной безопасности, подобным исследованиям не следует подвергать беременных женщин. По этим причинам, а также в связи с высокой стоимостью и малой доступностью оборудования компьютерная и ядерно-магнитно-резонансная томографии назначаются по строгим показаниях в случаях спорного диагноза или безрезультатности других методов исследований. Магнитно-резонансная томография не может также проводиться у тех людей, в организме которых находятся различные металлические конструкции - искусственные суставы, водители ритма сердца, дефибрилляторы, ортопедические конструкции, удерживающие кости.

Мозговая ткань не имеет собственных энергетических ресурсов и зависит от непосредственного притока кислорода и глюкозы, поставляемых через кровь. Поэтому увеличение локального кровотока может быть использовано в качестве косвенного признака локальной мозговой активации.

Метод разработан в 50-х и начале 60-х годов. Он основан на измерении скорости вымывания из ткани мозга изотопов ксенона или криптона (изотопный клиренс) или же атомов водорода (водородный клиренс).

Скорость вымывания радиоактивной метки прямо связана с интенсивностью кровотока. Чем интенсивнее кровоток в данном участке мозга, тем быстрее в нем будет накапливаться содержание радиоактивной метки и быстрее происходить ее вымывание. Увеличение кровотока коррелирует с ростом уровня метаболической активности мозга.

Регистрация метки производится с помощью многоканальной гамма-камеры. Применяют два метода введения изотопов. При инвазивном методе изотоп вводят в кровяное русло через сонную артерию. Регистрацию начинают через 10 с после инъекции и продолжают в течение 40-50 с. Недостаток этого метода состоит в том, что можно исследовать только одно полушарие, которое связано с той сонной артерией, в которую сделана инъекция. Кроме того, не все области коры снабжаются кровью через сонные артерии.

Более широкое распространение получил неинвазивный способ измерения локального кровотока, когда изотоп вводят через дыхательные пути. Человек в течение 1 мин вдыхает очень малое количество инертного газа ксенона-133, а затем дышит нормальным воздухом. Через дыхательную систему изотоп попадает в кровяное русло и достигает мозга. Метка уходит из мозговой ткани через венозную кровь, возвращается к легким и выдыхается. Скорость вымывания изотопа в различных точках поверхности полушарий преобразуется в значения локального кровотока и представляется в виде карты метаболической активности мозга. В отличие от инвазивного метода в этом случае метка распространяется на оба полушария.

Наталья Петровна Бехтерева в своем выступлении сказала, что «Исследование мозговой организации различных видов психической деятельности и состояний привело к накоплению материала, свидетельствующего, что физиологические корреляты разных видов психической активности могут быть обнаружены почти в каждой точке мозга. С середины 20 века не утихают споры об эквипотенциальности мозга и локалицианизме — представлений о мозге как о лоскутном одеяле, сотканном из самых различных центров. Сегодня ясно, что истина посередине, и принят третий, системный подход: высшие функции мозга обеспечиваются структурно-функциональной организацией с жесткими и гибкими звеньями».

В институте мозга человека под руководством Натальи Павловны Бехтеревой был проведен эксперимент, когда добровольцам предлагали составить рассказ из слов. При этом исследовалась локальная скорость мозгового кровотока.

На слайде визуально представлены достоверные различия локального мозгового кровотока при выполнении творческого задания по сравнению с нетворческим. Полученные результаты привели авторов к заключению, что «творческая деятельность обеспечивается системой из большого числа распределенных в пространстве звеньев, причем каждое звено играет особую роль и демонстрирует определенный характер активации». Тем не менее, они выделили зоны, которые, по-видимому, вовлечены в творческую деятельность более других. Это префронтальная кора обоих полушарий. Исследователи считают, что эта область связана с поиском нужных ассоциаций, извлечением смысловой информации из памяти, удержанием внимания. Сочетание этих форм активности, вероятно, приводит к рождению новой идеи.

К методам нейрофизиологического обследования относятся электроэнцефалография (ээг), реоэнцефалография (рэг), магнитоэнцефалография (мэг), вызванные потенциалы (вп).

Электроэнцефалография. Это метод изучения особенностей функционирования мозга с использованием записи биотоков, представляющих алгебраическую сумму внеклеточных электрических полей, возбуждающих и тормозящих постсинаптических потенциалов корковых нейронов, что отражает происходящие в них процессы метаболизма. Эти биотоки чрезвычайно слабы (сила тока 10-15 мкв), поэтому для их регистрации используют усилители. Ээг отражает совместную активность большого числа нейронов, и по ее картине можно судить о работе различных участков мозговой сети, расположенной под электродами. Особую важность ээг представляет для диагностики , очаговых органических поражений мозга. При эпилепсии выявляются острые волны, пики, комплексы «пик - волна» и другие проявления судорожной активности. В ряде случаев такие комплексы регистрируются у лиц, которые никогда не имели судорожных припадков, но при этом риск их возникновения достаточно высок («скрытая »). Регистрируются и такие случаи, когда при наличии у больных припадков судорожная активность на ээг отсутствует. Ее выявлению способствует гипервентиляция, которая достигается глубокими вдохами и выдохами в течение 1-2 мин. Если больные принимают противосудорожные средства, судорожная готовность подавляется. При органических поражениях мозга без припадков на ээг отмечаются умеренные диффузные изменения биоэлектрической активности мозга.

Реоэнцефалография. Рэг используется с целью изучения особенностей мозгового кровообращения, его патологии и служит для измерения сопротивления между электродами, которые особым образом расположены на поверхности черепа. Это сопротивление, как считается, обусловлено главным образом внутричерепной гемодинамикой. Измерение проводится слабым переменным током (от 1 до 10 ма) высокой частоты. По характеру кривой рэг - скорости нарастания пульсовой волны, наличию и положению дикротического зубца, межполушарной асимметрии и форме рэг в разных отведениях - можно косвенно судить о кровоснабжении различных зон мозга и состоянии сосудистого тонуса. В некоторых случаях рэг позволяет диагностировать последствия закрытой черепно-мозговой травмы или геморрагического инсульта. Диагностике помогают разработанные компьютерные программы для автоматического многоканального анализа рэг и получение данных в наглядной графической форме.

Магнитоэнцефалография. Мэг - бесконтактный метод исследования функции мозга с регистрацией сверхслабых магнитных полей, которые возникают в результате протекания в головном мозге электрических токов. Особенностью магнитного поля является то, что череп и мозговые оболочки практически не оказывают влияния на его величину, они «прозрачны» для магнитных силовых линий. Это дает возможность регистрировать активность не только поверхностно расположенных корковых структур (как в случае ээг), но и глубоких отделов мозговой ткани с достаточно высоким отношением показателей сигнал/шум. Для мэг впервые был разработан математический аппарат и созданы программные средства определения локализации дипольного источника в объеме мозга, которые затем модифицировали для анализа ээг. Поэтому мэг достаточно эффективна для точного определения внутримозговой локализации эпилептических очагов, тем более что теперь созданы многоканальные мэг-установки. Мэг значительно дополняет данные ээг.

Метод вызванных потенциалов. Вп - это кратковременные изменения электрической активности головного мозга, возникающие в ответ на сенсорную стимуляцию. Амплитуда единичных вп настолько мала, что они практически не выделяются на фоновой ээг. Для их определения и выявления используется метод усреднения стимулов с помощью специализированных лабораторных эвм. В зависимости от модальности сенсорных раздражителей различают зрительные вп (звп) на вспышку света, слуховые вп (свп) и стволовые вп (ствп) - на звуковой щелчок, а также соматосенсорные вп (ссвп) - на электростимуляцию кожи или нервов конечностей. Усредненный вп - это полифазный комплекс, отдельные компоненты которого имеют определенные амплитудные соотношения и значения пиковой латентности. Различают направленные вверх негативные волны (n1, n2) и направленные вниз позитивные волны (p1, р2, рз). Для большинства вп известна внутримозговая локализация генераторов каждого из компонентов, причем наиболее коротколатентные (до 50 мс) комплексы генерируются на уровне рецепторов и стволовых ядер, а среднелатентные (50-150 мс) и длиннолатентные (более 200 мс) - на уровне корковых проекций анализатора. В психиатрической практике чаще используется звп и свп, а также так называемые вп, связанные с событием (erp), которые называют когнитивными (более 250 мс).

1

Под наблюдением находились 61 пациент школьного возраста после сотрясения головного мозга. Наблюдение проводилось в разные периоды травмы: в остром периоде, спустя 3-6 месяцев и более одного года после травмы. Проводилось клинико-неврологическое обследование, были использованы нейрофизиологические (вызванные потенциалы, электроэнцефалограмма) и нейропсихологические методы исследования. Оценивалась функциональное состояние центральной нервной системы. Исследование позволило отметить, что наиболее значимые клинические и нейрофизиологические изменения наблюдались спустя 3-6 месяцев после нейротравмы. Были уточнены показатели вызванных потенциалов, где отмечено удлинение латентного периода и изменение амплитуды. Восстановление показателей наблюдается только спустя год после перенесенной травмой. Результаты исследования могут быть использованы для уточнения динамики восстановления нейрофизиологических процессов в отдаленном периоде черепно-мозговой травмы.

нейротравма

черепно-мозговая травма

вызванные потенциалы

1. Бадалян Л.О. Неврологические аспекты закрытой черепно-мозговой травмы // Вестник. АМН СССР. – 1984. – № 12. – С. 12-16.

2. Воскресенская О.Н., Гусев Е.И., Шоломов И.И. Неврологические аспекты сотрясения головного мозга. – Саратов: Изд. Саратовского гос. мед. университета, 2003 – С. 172.

3. Герасимова М.М., Карпов С.М. Вызванные зрительные потенциалы мозга при черепно-мозговой травме у детей // Неврологический вестник. Журнал им. В.М. Бехтерева. – 2004. – Т. XXXVI. – № 1-2. – С. 12-15.

4. Герасимова М.М., Карпов С.М., Нганкам Л.Ж., Мальченко Н.И. Нейрофизиологическая и иммунологическая характеристика сотрясения головного мозга // Нейроиммунология. – 2004. – Т. II. – № 2. – С. 24.

5. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. – Таганрог: ТРТУ, 1997.

6. Гусев Е.И., Коновалов А.Н. и др Методы исследования в неврологии и нейрохирургии: Руководство для врачей. – М.: Нолидж, 2000.

7. Зенков Л.Р. Клиническая электроэнцефалография с элементами эпилептологии – Таганрог: Изд-во Таганрогского РТУ. – 1996.

8. Карпов С.М., Лубенец А.Е. Слуховые вызванные потенциалы в диагностике детской черепно-мозговой травмы // Неврологический вестник. Журнал им. В.М. Бехтерева. – 2011. – Т. XLIII. – № 3. – С. 40-43.

9. Карпов С.М. Нейрофизиологические аспекты детской черепно-мозговой травмы. – Ставрополь, 2010.

10. Карпов С.М. Возрастные различия когнитивных функций мозга по данным вызванных потенциалов Р300 в разные периоды черепно-мозговой травмы у детей // Неврологический вестник. Журнал им. В.М. Бехтерева. – 2008. – Т. XL. – № 2. – С. 50-53.

11. Карпов С.М., Шарай Е.А. Электроэнцефалографические показатели у детей с разными формами закрытой черепно-мозговой травмы // Проблемы экспертизы в медицине. – 2008. – Т. 8. – № 1 (29). – С. 15-17.

12. Карпов С.М., Христофорандо Д.Ю. Сочетанная травма челюстно-лицевой области, вопросы диагностики, нейрофизиологические аспекты // Российский стоматологический журнал. – 2011. – № 6. – С. 23-24.

13. Соколова И.В., Карпов С.М. Травматическая эпилепсия при ЧМТ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2012. – № 1. – С. 44-45.

14. Ульянченко М.И., Ходжаян А.Б., Апагуни А.Э., Карпов С.М., Назарова Е.О., Шишманиди А.К., Сергеев И.И., Власов А.Ю.Анализ дорожно-транспортного травматизма у жителей г. Ставрополя // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 5-2. – С. 427-430.

15. Христофорандо, Карпов С.М., Батурин В.А., Гандылян К.С. Особенности течения сочетанной челюстно-лицевой травмы // Институт стоматологии. – 2013. – № 2 (59). – С. 59-61.

16. Karpov S.M., Gerasimova M.M. Evoked potential in diagnostic of craniocerbral trauma in children // European Journal of Neurology. – 2006. – Т. 13. – С. 1343.

Введение

Детская черепно-мозговая травма (ЧМТ) занимает особое место среди детского нейротравматизма . По утверждению зарубежных авторов (Sarah J.Gaskill, Arthur E.Merlin, 1993) травма головы является основной причиной гибели детей старше 1 года жизни. По утверждению отечественных исследователей, (Краснов А.Ф., Соколов В.А., 1995) нейротравма среди детей встречается в 25-45% случаев. В большинстве случаев при детской ЧМТ остаются проблемы объективной диагностики тяжести полученной травмы. В связи с этим представлял интерес клинико-нейрофизиологическая оценка функционального состояния головного мозга детей подросткового возраста, перенесших ЧМТ.

Целью настоящего исследования явилось оценить динамику нейрофизиологических показателей в разные периоды ЧМТ у детей.

Материал и методы

Под наблюдением в условиях стационара в возрасте от 13-16 лет находился 61 школьник, перенесших ЧМТ в виде ушиба головного мозга легкой степени (по классификации Коновалов А.Н., Лихтерман Б.Н., 2006 г.). Среди них 39 мальчиков и 22 девочки. В 36% случаев ЧМТ протекала без потери сознания у пострадавших. Проводилось клиническое и нейрофизиологическое обследование с использованием ЭЭГ в остром периоде ЧМТ, спустя 3-6 месяцев и более одного года после травмы и метода вызванных зрительных потенциалов (ВЗП) на вспышку в остром периоде. ЭЭГ проводилось 46 детям в острый период. Контрольную группу составили 13 практически здоровых детей того же возраста. Спустя 3-6 месяца было обследовано 34 ребенка, спустя год - 27 детей. ВЗП проводилось 38 пострадавшим. Исследования проводились на приборе производства фирмы «НейроСофт» с компьютерной обработкой, разработанный в Академии МТН РФ г. Иваново.

ЭЭГ регистрировали на 21-канальном электроэнцефалографе. Проводили визуальный и компьютерный анализ 16 монополярных отведений по стандартной методике . Метод ВЗП позволяющий дать количественную оценку зрительного анализатора проводился по стандартной методике . Преимущественно делался упор на изучение основного компонента Р2 с латентность около 100 мс (Р100) и амплитудой N1 - P2 порядка 10 мкВ.

Результаты исследования и их обсуждение

Неврологическое обследование позволило выявить следующие синдромы: вегетативной дистонии, общемозговой синдром и синдром рассеянной церебральной микросимптоматики и их сочетание.

Общемозговой синдром (ОМ) был установлен у 31 (50,8%) пострадавших. Синдром рассеянной церебральной микросимптоматики (РЦМС) был диагностирован в 22 (36,1%) случае. Синдром вегетативной дистонии (ВД) был диагностирован у 8(13,3%) детей.

В нашей работе мы использовали наиболее частый метод оценки изменений ЭЭГ, а именно описательно-визуальный. По данным ЭЭГ, у всех больных с ОМ синдромом в остром периоде ЧМТ наблюдались изменения основных ритмов ЭЭГ с учетом возрастных особенностей. На ЭЭГ регистрировались диффузные нарушения корковой ритмики со снижением регулярности основного физиологического ритма. Межзональные различия имели выраженную тенденцию к сглаживанию с увеличением мощности β-диапазона частотного спектра. Патологические изменения проявлялись в виде неравномерности амплитуд и периодов альфа-волн, более выраженными нарушениями модуляции и пространственного распределения по амплитудным показателям, увеличение частоты ритма в 1,9 раза. Фотостимуляция вызывала десинхронизацию основных ритмов ЭЭГ, что в свою очередь указывает на повышение процессов активации коры.

Данные ВЗП в острый период при общемозговом синдроме (n=19) по наиболее постоянному показателю Р2 (Р100) выявил достоверное (р<0,05) увеличение латентного периода справа и слева в сравнении с контрольной группой (Р2 - 117,3±2,65 мкВ слева; 119,3±2,32 мкВ справа;). Амплитудный анализ волны Р2 показал, что в остром периоде имело место достоверное (р<0,05) усиление силы ответа слева и справа на предъявляемый стимул (соответственно- 10,7±1,49 мв и 11,1±1,62 мв).

У больных с синдромом РЦМС преобладала ЭЭГ с доминированием медленноволновой активности θ- и δ-диапазонов с наслаивающейся α- и β-активностью. Регистрировались спонтанные паттерны по мощности разных частотных диапазонов. В данной группе больных чаще были отмечены вспышки генерализованных билатерально-синхронных θ- и δ-волн. Данные вспышки возникали постоянно, усиливаясь при нагрузочных пробах (гипервентиляция), либо возникали периодически. Данная патологическая активность тем регулярнее и симметричнее, чем ниже в стволе локализуется патологический фокус . В этой группе данные ВЗП (n=13) были наиболее выраженными по основным показателям и достоверно (р<0,05) отличались от таковых контрольной группы. Полученные данные отражали наиболее выраженные изменения латентного периода (Р2 - 122,4±2,73 слева; 127,3±3,8 справа) в сравнении с другими синдромами. Данные ЭЭГ и ВЗП в определенной мере согласуются с клиническими проявлениями, учитываемые при данном синдроме с учетом вовлеченных структур в патологический процесс.

Амплитудный анализ волны Р2 в этой группе больных показал, что в острым периоде имело место усиление силы ответа на предъявляемый стимул (12,0±1,33 слева; 12,9±1,03 справа; контроль - 9,4±0,71 слева). Необходимо заметить, что при данном синдроме этот показатель был наиболее выраженным, что указывало на ирритацию коры и структур, формирующих ответ на предъявляемый стимул. В ряде случаев в нижней части волны имелись дополнительные волны. В 2-х случаях пик волны расщеплялся в виде “W”, что указывает на аксональное повреждение имеющихся нарушений.

Измененные показатели ЭЭГ у больных этой группы регистрировались и спустя 3 мес. после ЧМТ в виде редких вспышек генерализованных билатерально-синхронных θ- и δ-волн, сглаженность зональных различий. У 4 больных состояние ритмики практически не изменилось в сравнении с острым периодом, что также сопоставлялось с клиническими данными, где предъявлялись жалобы на периодическое чувство тошноты при физических нагрузках, быстрая утомляемость, нарушение сна, снижение памяти.

При синдроме ВД изменения ЭЭГ не носили преимущественно характер усиления дисфункции мезэнцефальных структур. В этой группе на ЭЭГ регистрировались диффузные нарушения корковой ритмики со снижением регулярности основных физиологических ритмов. Сглаженность межзональных различий прослеживалась у данных больных менее значительно. Регистрировались редкие паттерны медленноволновой активности с усилением спектральной мощности, возникающие преимущественно при гипервентиляции. Фотостимуляция в спектре низких частот (5Гц, 7Гц) не приводила к значимым изменениям ЭЭГ. Количественные характеристики по данным ВЗП (n=14) при данном синдроме позволили выявить увеличение латентного периода в сравнении с контролем (Р2 - 110,1±3,92 слева; 111,4±2,39 справа). Из представленных данных, при данном синдроме изменения латентного периода в сравнении с данными по другим синдромам были изменены в меньшей мере.

Полученные при сочетанном визуальном и спектральном анализе данные позволили выделить несколько вариантов ЭЭГ, которые, по-видимому, можно рассматривать как корреляты разных фаз нейродинамической реакции головного мозга, на нарушения внутричерепного гомеостаза при ЧМТ.

В отдаленном периоде после травмы преимущественно в группе с синдромом РЦМС и ОМ синдромом развивались патологически измененная биоэлектрическая активность головного мозга. Преимущественно, данные изменения были представлены в виде диффузно уплощенной ЭЭГ с не четким α-ритмом. Здесь же наблюдались изменения связанные с нарушением и сглаживанием зонального распределения. Как правило, это сочеталось с жалобами больных на быструю утомляемость, сонливостью, снижением концентрации, что также свидетельствовало о неполноценности активирующих неспецифических срединных структур мозга с процессами десинхронизации. Эти данные также согласуются с другими авторами .

Все показатели ВЗП отличались от контрольной группы. Наиболее значимыми изменениями в остром периоде ЧМТ оказались показатели латентного периода преимущественно поздних компонентов ВП в сравнении с контрольной группой в группе детей с синдромом РЦМС.

Заключение

Проведенное клинико-нейрофизиологическое исследование детей после перенесенной ЧМТ с ушибом головного мозга легкой степени позволило выявить преобладание в клинической картине синдром рассеянной церебральной микросимптоматики и общемозговой синдром. Результаты ЭЭГ позволило уточнить наличие диффузных изменений биоэлектрической активности головного мозга с вовлечением преимущественно стволовых и диэнцефальных структур головного мозга. Данные вызванных зрительных потенциалов выявило изменения показателей ВП в остром периоде нейротравмы в виде удлинения латентного периода, что свидетельствует о процессах демиелинизации и аксональных нарушениях. Полученные результаты позволяют объективизировать патологические изменения в ЦНС, как в остром, так и в отдаленном периодах ЧМТ.

Библиографическая ссылка

Сергеева В.Н., Антонова Э.Н., Захарьян Э.С., Даулеткериева Р.Р., Эркенова С.М., Колесникова И.Г., Бабаян И.В. НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1-1. – С. 21-23;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34769 (дата обращения: 25.11.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

В настоящее время в арсенале неврологов имеется большое количество инструментальных методов исследований, позволяющих оценивать функциональное состояние как центральной, так и периферической нервной системы. Для выбора верного диагностического направления, правильного лечения, оценки перспектив терапии, прогноза течения заболевания врач-клиницист должен ориентироваться в методах функциональной диагностики, иметь представление о результатах, которые можно получить с помощью того или иного метода. Выбор методов исследования определяется их соответствием задачам клинической диагностики.

Следует помнить, что зачастую клиницист ждет от врача функциональной диагностики конкретного диагноза, а тот, в свою очередь, не имеет права постановки диагноза. Из этого следует, что любой клиницист должен сам обладать определенным уровнем знаний, необходимых для интерпретации полученных результатов. Также нельзя забывать, что методы фундаментальной диагностики являются вспомогательными, и должны оцениваться врачом-клиницистом применительно к конкретному пациенту. При этом врач-невролог должен опираться на имеющуюся клиническую картину, анамнез и течение заболевания.

Метод электроэнцефалографии (ЭЭГ) - метод исследования функционального состояния головного мозга, основанный на регистрации биоэлектрических потенциалов мозга(имеется в виду суммы аксоденритных и дендроаксонных биопотенциалов коры, под формирующим ритмическим влиянием ствола, через подкорковые образования, которые принимают участие в зональном распределении ритмов)

Основным показанием для проведения данного метода является диагностика эпилепсии. Для разных форм этого заболевания характерны различные варианты изменений биоэлектрической активности мозга. Правильная интерпретация этих изменений позволяет своевременно и адекватно проводить терапию или, напротив, отказаться от проведения специфической противосудорожной терапии. Так, одним из наиболее сложных вопросов в трактовке энцефалограммы является понятие о судорожной готовности мозга. Следует помнить: для того чтобы доказать готовность мозга к судорогам, необходимо проведение ЭЭГ с использованием провокационных методик. Судить же о готовности мозга к судорогам на основании только рутинной ЭЭГ в настоящее время является неверным.
Следующей областью применения ЭЭГ является диагностика смерти мозга. Для установления смерти мозга необходимо проведение 30-минутной записи, на которой отсутствует электрическая активность во всех отведениях на максимальном усилении - эти критерии определены законодательством. В диагностике всех остальных неврологических и психиатрических заболеваний метод ЭЭГ является вспомогательным и получаемые патологические изменения являются неспецифичными.

Следует помнить, что ЭЭГ не является основным методом топической диагностики, но используется как скриннинговый метод приопухолях, инсультах, черепно-мозговых травмах, воспалительных заболеваниях(энцефалитах, абсцессах)

В настоящее время сомнительными являются заключения о заинтересованности срединных и стволовых структур с четким их разграничением на диэнцефальные и мезэнцефальные, каудальные или оральные стволовые и пр. О заинтересованности этих структур можно судить косвенно и относиться к подобным заключениям с настороженностью. В настоящее время во многих лабораториях возможно проведение Холтеровского мониторинга ЭЭГ - многочасовой записи биоэлектрической активности мозга. Преимуществом данной методики является несвязанность пациента с прибором и возможность вести обычный образ жизни в течение всей регистрации. Многочасовая регистрация энцефалограммы дает возможность выявить редко проявляющиеся патологические изменения биоэлектрической активности. Данная разновидность ЭЭГ показана для уточнения истинной частоты абсансов, диагностически неясных приступов, при подозрении на псевдоэпилептические приступы, а также для оценки эффективности противосудорожных средств.

ЭЭГ используется как метод исследования с 1934, когда австрийским психиатром Гансом Бергом были установлены основные постоянные ритмические колебания, названные альфа- и бета-волнами.методика акстивно развивалась в 40-60гг.

Сущность метода проведения –состоит из 3 этапов:

1.Отведения потенциалов;

2.Усиление этих потенциалов;

3.графическая регистрация

Отведение осуществляется с помощью электродов(контактные, игольчатые, многоэлектродные иглы для стереотактических операций).

Электроды крепятся на голове по системе «10-20», по Джасперу (1958г).В зависимости от способа соединения электродов различают монополярное, биполярное отведение и отведение с усредненным потенциалом.

Обследуемый находится в экранированной звуконепроницаемой комнате лежа или сидя, с закрытыми глазами. Наряду с регистрацией в состоянии пассивного бодрствования ЭЭГ повторяют с функциональными нагрузками:

1.проба на открывание глаз;

2.фотостимуляцию вспышками света с частотой 1-100Гц(в норме мозг «отстраивается «от навязываемого ритма, при патологических состояниях развивается реакция следования ритму раздражения

3.фоностимуляцию;

4.триггерную стимуляцию;

5. гипервентиляцию в теч. 3 мин;

6.пробу с депривацией ночного сна;

7 .фармокологические пробы (аминазин, седуксен, камфора).

Фармокологические пробы позволяют выявить скрытую патологическую активность или усилить.

При анализе ЭЭГ оценивают параметры основных ритмов. Альфа ритм здорового человека характеризуется следующими параметрами: синусоидальный модулированной формы в виде веретен, частотой колебания 8-12Гц, амплитудой от 20 до 90мкв(50-70 в среднем), правильным пространственным распределением - постоянным в затылочных, теменных, задних височных отведениях, для него характерна реакция депрессии на внешние раздражители.

Бета-ритм регистрируется менее постоянно, усиливается при умственной нагрузке, состоянии активизации, его частота 13-35Гц, амплитуда 5-30мкв(15-20мкв), более постоянный в передних отделах головного мозга.

ЭЭГ имеет свои возрастные особенности. У детей это связано с низкой степенью миелинизации аксонов, что обусловливает значительно низкую скорость проведения возбуждения. Отражением незрелости ЦНС является отсутствие организованной ритмической активности.

На протяжении первых 3 мес жизни идет формирование ритмической активности. На ЭЭГ преобладают медленные волны дельта диапазона(1.5-3гц), частота которых увеличивается, они приобретают билатерально-синхронную организацию, что свидетельствует о созревании механизмов, обеспечивающих взаимодействие полушарий мозга через срединные структуры. В 2 года уже преобладает тета-ритм (4-7Гц).На 4 году регистрируются уже единичные дельта-волны. Истинный альфа ритм появляется к 6-7 голам и ограничен затылочной областью, в 16-18 лет ритм регистрируется с постоянной частотой.

Основная стабильность характеристик ЭЭГ взрослого человека сохраняется до 50-60 лет. Затем начинается перестройка: уменьшение амплитуды и количества альфа-вол, нарастание амплитуды и количества тета -волн. Замедленность ритмов связана с дисциркуляторными факторами и нарушением регуляции функций сна и бодрствования.

При патологических процессах в головном мозге изменения биоэлектрической активности проявляются прежде всего в изменении основных ритмов и в появлении патологических ритмов и острых форм колебаний.

Изменения основного альфа-ритма (асимметрия по полушариям, увеличение амплитуды более 100мкв-гиперсинхронный ритм или уменьшении – менее 20мкв, вплоть до исчезновения, нарушение пространственного распределения, отсутствии депрессии на внешние раздражители). Патологические медленные волны –тета (4-7Гц) и дельта(1.5-3.5Гц), свыше 100мкв.

К острым видам колебаний относят:

1. Острые,однофазные волны, продолжительностью равной альфа-волне;

2. Пики(до 50мс);

3. 3.Спайки(до 10мс)

4. Комплексные разряды в виде «медленная волна-пик», «медленная волна-острая волна»

В настоящее время доказана ошибочность теории нозологической специфичности ЭЭГ, но диагнотическая ценность метода определяется возможностью проведения топической диагностики, определения локализации патологического процесса.

При процессах подкорково-стволовой локализации (опухоли, травмы, воспаления, сосудистые нарушения) выделяют 4 типа ЭЭГ:

1.десинхронизированный тип (плоская ЭЭГ) - низкоамплитудная активность).Такая картина указывает на усиление восходящих влияний РФ вышележащие отделы.

2.сихронизированный тип –ритмы организованы в виде вспышек увеличенной амплитуды, однонаправленные по фазе.

3.дизритмичный тип –характеризуется смешанной ритмикой(медленные волны, острые, пики, вспышки)

4.Медленный тип ЭЭГ. Доминирует тета- дельта активность
высокой амплитуды с наличием вспышек. Выраженность их зависит в основном от внутричерепной гипертензии, явлений дислокации.

При процессах, локализующихся в полушариях, патологический процесс проявляется на ЭЭГ межполушарной асимметрией. На стороне очага регистрируется либо медленная активность, либо ирритативные изменения в виде острых вол, пиков, спайков.

ЭЭГ при эпилепсии. На фоне нормальной биоэлектрической активности или гиперсинхронного альфа-ритма могут регистрироваться
острые формы колебания(пики, спайки, острые волны, пароксизмальная активность в виде комплексов.Пароксизмальная активность «пик- медленная волна» с частотой 3Гц-является патогномоничной абсанса. Постоянная регистрация острых форм в одних и тех же отведениях может указывать на эпилептический очаг.

ЭЭГ при опухолях, инсультах, энцефалитах, абсцессах неспецифичны. Локальные ЭЭГ симптомы совпадают как правило с локализацией патологии и представлены очагом медленной активности или очагом ирритации(термин по имени богини Ирриды). Ирритация проявляется в виде гиперсинхронизации бета-ритма, регистрации острых форм колебаний, эпи-комплексов(часто опухоли менинго-сосудистого характера).При ЧМТ часто в первую очередь появляются изменения, характерные для подкорково-стволового уровня поражения.При тяжелой ЧМТ с нарушением ликвородинамики общемозговые изменения в виде диффузных медленных волн могут маскировать локальные изменения.

Полисомнография (ПСГ) - метод длительной регистрации различных функций организма в течение всего сна. Метод включает в себя мониторинг биопотенциалов головного мозга (ЭЭГ), электроокулограммы, электромиограммы, электрокардиограммы, частоты сердечных сокращений, воздушного потока на уровне носа и рта, дыхательные усилия грудной и брюшной стенок, колебания кислорода в крови, двигательную активность во сне. Метод позволяет изучать все патологические процессы, возникающие во время сна: синдром апноэ, нарушения ритма сердца, изменения артериального давления, эпилепсию. В первую очередь метод необходим для диагностики инсомний и подбора адекватных методов терапии данного заболевания, а также при синдромах апноэ во сне и храпа. Большое значение метод имеет для выявления эпилепсии сна и различных двигательных расстройств во сне. Для адекватной диагностики этих нарушений используется ночной видеомониторинг.

Вызванные потенциалы (ВП) - это метод, позволяющий получить объективную информацию о состоянии различных сенсорных систем как ЦНС, так и периферических отделов. Он связан с регистрацией электрической активности нервных центров в ответ на различные стимулы - звуковые, зрительные, сенсорные.

Сущностью метода является получение ответа, обусловленного приходом афферентного стимула в различные ядра и кору головного мозга, в зону первичной проекции соответствующего анализатора, а также ответов, связанных с обработкой информации.

Запись ВП производят с использованием поверхностных электродов, которые располагаются на на скальпе, над спинным мозгом и нервными сплетениями. Так как амплитуда большинства ВП в несколько раз меньше фонового шума, для их выделения используется методика усреднения(когерентного накопления).

Основные параметры, оцениваемые при анализе ВП-латентные периоды потенциалов(мс),Наибольшее значение имеют не абсолютные значения латентных периодов, а разности латентностей, что позволяет топически определить поражение, оценивают и амплитуды потенциалов, чаще их симметрию.

Учитывая, что 70% информации доставляет нам зрительный анализатор, 15% - слуховой, а 10% - тактильный, то раннее определение степени дисфункции этих наиболее важных сенсорных систем является необходимым для диагностики, а также выбора метода терапии и оценки прогноза заболевания нервной системы. Показаниями для назначения метода ВП являются исследование функций слуха и зрения, оценка состояния сенсомоторной коры, когнитивных функций мозга уточнение нарушений ствола мозга, выявление нарушений периферических нервов и нарушения проведения путей спинного мозга, оценка комы и смерти мозга.
ЗВП-получают при стимуляции реверсивным паттерном (шахматная доска в замещением черных и белых клеток).Запись производится со скальпа над зоной проекции зрительных путей. Анализируемый потенциал Р100.Изменение параметров ЗВП в виде снижения амплитуды, увеличения латентных периодов является информативным для диагностики демиелинизирующих заболеваний.

ССВП . Для исследования сомато-сенсорной системы используют стимуляцию электрическим током срединный и большеберцовый нервы. Регистрацию проводят по нескольким каналам. При стимуляции срединного нерва в точке Эрба регистрируют активность плечевого сплетения, на шейном уровне-спинальная активность, а на скальпе-ответ специфической корковой зоны и подкорковых структур.

Оценивают латентные периодыответов, разницу латентностей , зарегистрированных на различных уровнях, что позволяет оценить проведение импульса по различным участкам афферентного пути.

Данные ССПВ могут быть использованы для исследования СПИ по периферическим нервам. Используется при диагностики плексопатий, заболеваниях спинного и головного мозга(сосудистых, демиелинизирующих, дегенеративных, опухолевых поражениях, травмах)

Применение у больных с РС позволяет выявить субклиническое поражение сенсорных систем(до 40%).

При невральной амиотрофии Ш-М снижена амплитуда компонентов, отмечается снижение периферического проведения при сохранности центрального.

Слуховые вызванные потенциалы- применяются для оценки функционального состояния ствола головного мозга и оценки слухового анализатора.Исследование производится при стимуляции звуковыми импульсами через наушники, запись производится по 2 каналам, можно зарегистрировать с 5-8 пиков.Показатели СВП изменяются при поражении ствола головного мозга различного генеза, являются индикатором для выявления ранней степени нейросенсорной тугоухости и позволяют дифференцировать центральный и периферический характер нарушения слуха.

Все виды вызванных потенциалов можно использовать для определения уровня, степени и прогнозе комы

Электронейромиография (ЭНМГ) - метод диагностики, изучающий функциональное состояние возбудимых тканей (нервов и мышц).
Этот метод позволяет оценивать состояние мышцы, нейромышечного синапса, периферического нерва, сплетения, корешка, переднего рога спинного мозга, диагностировать характер двигательных расстройств и дифференцировать неврогенные и миогенные расстройства; выявить субклинические стадии заболевания.

При этом данную методику можно разделить на две: ЭМГ –метод графической регистрации электрических потенциалов,возникающих в мышцах,

вторая - стимуляционная ЭНМГ - метод основанный на регистрации и анализе вызванных потенциалов мышц и нервов при электрической стимуляции нервных стволов. К вызванным потенциалам относят М-ответ, невральный потенциал, н- рефлекс и F-волну.

Электромиография

Отведение биопотенциалов мышцы осуществляется с помощью специальных электродов - игольчатых или накожных.

Применение игольчатых электродов дает возможность регистрировать потенциалы действия от отдельного мышечного волокна или группы волокон, иннервируемых одним мотонейроном, т.е. от двигательной единицы. С помощью поверхностных электродов регистрируют электрическую активность всей мышцы На практике часто используют игольчатое отведение.

У здоровых людей в состоянии покоя мышцы электрическая активность отсутствует. При патологии чаще регистрируется спонтанная активность в виде фибрилляций. Фибрилляция-2-3фазный потенциал, возникающий при возбуждении одного волокна или группы волокон, с амплитудой десятки микровольт и продолжительностью до 5мс.В норме ПФ не регистрируется, так как волокна одной ДЕ сокращаются одновременно и регистрируется потенциал ДЕ. Этот потенциал имеет амплитуду до 2мВ и длительностью 3-16мс. Форма ПДЕ зависит от плотности мышечных волокон в данной ДЕ. При большой плотности регистрируются полифазные ПФЕ(в норме не д.б.более 5 %.Количество ПДЕ отличающихся от средней длительности в норме, не должно превышать более 30%.

При поражении периферического двигательного нейрона в состоянии покоя регистрируется спонтанная активность в виде ПФ, ПФЦ, ПОВ.

Сочетание Пф и ПОВ являются признаками деиннервации мышечных волокон. Потенциалы фасцикуляций возникают вследствие раздражения мотонейронов передних рогов или моторных волокон на проксимальном уровне(передних корешков).

При гибели мотонейронов фасцикуляции исчезают. Ритмические фасцикуляции характерны для спинального уровня поражения, дизритмические- для аксональных.

В результате деиннервации и гибели мышечных волокон отмечается уменьшение длительности и снижение амплитуды ПДЕ-1 и 2 ст деиннервации по Гехту. Предложенная Б.М. Гехтом классификация деиннервационно -реиннервационного процесса в мыщце предусматривает выделение 5 ст изменений структуры ПДЕ.Первые 2 ст наблюдаются при невропатиях, нарушениях нервно-мышечной передачи, 3-5ст-свидетельствует о реиннервации мышц и характеризуется проявлением полифазных ПДЕ с увеличением средней длительности и амплитуды, то есть отражают процесс увеличения площади, занимаемой ДЕ.

ЭМГ высокоинформативна в диагностике других мышечных заболеваний: миастении, миотонии, полимиозита. При миастении в состоянии покоя активность отсутствует, при первом произвольном сокращении может наблюдаться лишь незначительное снижение амплитуды, после повторные сокращений возникает редукция амплитуды вплоть до электрического молчания. После 3-5 мин отдыха или через 30 мин после введения 2мл 0.05% амплитуда и частота потенциалов вплоть до нормализации ЭМГ. Эти изменения при миастении, называемые «ЭМГ - миастенической реакцией»,могут быть использованы для оценки степени компенсации синаптического дефекта антихолинэстеразными препаратами.

В диагностике миастении широко используется ритмическая стимуляция нерва. Декремент амплитуды последующих потенциалов в сериях стимуляцией нерва с частотой 3Гц и 50Гц считается типичным для блокады нервно-мышечной передачи. Посттетаническое усиление сменяется угнетением одиночных М-ответов.

При миастеническом синдроме Ламбетта-Итона отмечается феномен врабатывания-инкремент при стимуляции высокими частотами(50Гц) в сочетании с декрементом амплитуды при стимуляции редкими частотами(3Гц).

Для миотонии характерно наличие специфического вида спонтанной активности-так называемых миотонических разрядов, представляющих собой длительные (до нескольких минут) разряды ПОВ с модуляцией по частоте и амплитуде в пределах разряда (аудиосигнал «пикирующего бомбардировщика»).

При хронических дерматомиозитах изменения электрической активности могут выражаться в миогенных, неврогенных и специфических изменениях. Последние проявляются в снижении амплитуды, появлении медленных потенциалов, залповом их характере.

Могут быть миотонические и псевдомиотонические разряды, которые отличаются от миотонических отсутствием модуляции в пределах разряда.

При поражениях центрального двигательного нейрона в покое регистрируется биоэлектрическая активность, отражающая спастичноть. При произвольном сокращении- снижение частоты ПДЕ с высокой амплитудой за счет синхронизации активности двигательных единиц вследствие перерыва кортикоспинальных путей и высвобождения спинальных автоматизмов. У больных с экстрапирамидными расстройствами регистрируются «залповые разряды» ПДЕ.

ЭНМГ. М- ответ -ВП мышцы в ответ на электрическую стимуляцию нерва.М -ответ регистрируют с помощью накожных электродов. При изучении М-ответа обращают внимание на интенсивность порогового раздражителя, латентный период ВП, его форму, амплитуду, длительность, площадь, на взаимосвязь этих показателей. Необходимо регистрировать порог М-ответа- минимальное значение электрического тока, вызывающего М-ответ. Повышение порога М-ответа наблюдается при поражении нерва или мышцы. Максимальная амплитуда М-ответа, получаемая при супрамаксимальной стимуляции, отражает суммарный ответ всех Де мышцы. Измеряют амплитуду М-ответа в милливольтах или микровольтах, длительность в мс.

Латентность М-ответа –время от артефакта стимула до начала М-ответа. Значение латентностей М-ответов на различном уровне используется для оценки скорости проведения импульса по двигательным волокнам нерва.СПИ(эфф)- разность латентности М-ответов, деленной на расстояние между точками стимуляции, рассчитывается в м/с.

Невральный потенциал - ПД нерва в ответ на электрическое раздражение нервного ствола. ПД низкопороговый, исследуется на чувствительных волокнах, Порог ПД заметно ниже порога М-ответа.

ПД чувствительных волокон имеет значение для определения Спи (афф). У здоровых людей нормальные значения СПИ для чувствительных и двигательных волокон 55-65м/с. Спи на руках на 10-11м/с выше, чем на ногах, и в проксималmys [сегментах выше, чем в дистальных.

При полинейропатиях отмечается снижение Спи(эфф+Афф.), уменьшаются амплитуды м-ответови невральных потенциалов. Показатели Спи будут различными при аксональных или демиелинизирующих видах поражения(аксонопальное поражение-Спи в пределах нормы, демиелинизирующее -снижена).

При процессах в передних рогахСПИ не изменяется, но снижаются амплитуда и площадь М-ответаза счет уменьшения количества ДЕ.

При миопатиях Спи и амплитуды М- и невральных ответов остаются нормальными.

У больных с невральными поражениями можно определить уровень и степень поражения нервного волокна(локальное снижение Спи-мин ст.поражения) м.б. блоки проведения –полное отсутствие М-ответа или снижение амплитуды М-ответа в проксимальной точке стимуляции.

Н-рефлекс-является моносинаптическим рефлекторным ответом мышцы на электрическую стимуляцию нервного ствола и отражает синхронный разряд значительного количества ДЕ.

Название получил по первой букве фамилии Хоффман,впервые описавшего этот ВП мышцы в 1918году.Н-рефлекс эквивалентен ахиллову рефлексу и в норме у взрослых определяется только в икроножной и камболовидной мышцах при стимуляции большеберцовых нервов в подколенной ямке.

Н-рефлекс является рефлекторным ответом, вызываемым, стимуляцией чувствительных волокон нерва, с распространением возбуждения ортодромно к спинному мозгу, дальнейшим синаптическим переключением сигнала с аксона чувствительной клетки на мотонейрон и затем распространением возбуждения по двигательным волокнам нерва к иннервируемым им мышечным волокнам. Это отличает его от М-ответа, который является прямым мышечным ответом на стимуляцию двигательных волокон нерва.

Обычно измеряют следующие параметры Н-рефлекса: порог, латентный период, динамику изменения амплитуды при увеличении силы стимуляции, соотношение максимальных амплитуд Н- и М-ответов является показателем уровня рефлекторной возбудимости альфа-мотонейронов и колеблется в норе от 0.25 до 0.75.При поражении периферического двигательного нейрона амплитуда Н-рефлекса и соотношение Н к М снижаются, а при грубой денервации Н-рефлекс исчезает. При поражении центрального двигательного нейрона амплитуда Н-рефлекса и соотношение Н к М увеличиваются.

Латентный период Н-рефлекса может увеличиваться при поражении любого отрезка рефлекторной дуги, нарушения синаптического проведения.

F-волна является ответом мышц на возбуждение мотонейронов при их антидромной стимуляции по двигательным волокнам. Возвратный ортодромный разряд может распространиться по аксону к мышце только по окончании периода рефрактерности аксона после прохождения по нему антифромной волны возбуждения. Центральную задержку (время, затраченное на антидромное возбуждение мотонейрона и и реализацию возвратного разряда, считают равной 1 мс).Порог возбуждения мотонейронов неодинаков, поэтому устойчивость вызывания F-волны и ее амплитуда возрастают при увеличении силы раздражения, к тому же мотонейроны срабатывают не на каждый стимул. Вследствие этого в возникновении каждой F-волны участвуют разные комбинации мотонейронов, что определяет вариабельность латентного периода, амплитуду, фазность, расположение электродов, форма стимулов, режим стимуляции аналогичны исследованию М-ответов. Анализируют латентность и форму, вариабельность латентого периода может достигать нескольких мс, измерение производится после нескольких стимуляций (не менее 16), выбирая минимальный латентный период.

У здоровых людей доля полученных F-волн обычно составляет не менее 40% от количества стимулов с рук и не менее 25%- с ног.

Исследование F-волн имеет значение для определения поражения мотонейронов передних рогов спинного мозга при различных заболеваниях, при поражении корешков и сплетений.

Исследование F-волн используется: для быстрой оценки явных нарушений проведения по моторным волокнам нервов; как метод, дополняющий стандартное исследование М-ответов для оценки проведения в проксимальных участках нервов, труднодоступных

Для прямой стимуляции, патологии мотонейронов спинного мозга. В этом случае F-волны меняются характерным образом,увеличивается их амплитуда, снижаются варианты морфологии(повторные, парные), латентность остается нормальной.

Ритмическая стимуляция - является методикой оценки состояния нейро-мышечного проведения в синапсах моторных волокон соматических нервов.

Условия регистрации не отличаются от регистрации м-ответа.

Исследование производят вне приема антихолинэстеразных препаратов.

Как и при исследовании М-ответа, подбирают силу стимула до супрамаксимального уровня и затем выполняют серию из 5-10 стимулов, регистрируя М-ответы. Частота стимуляции 3 Гц.

При такой частоте стимуляции вследствие истощения пула ацетилхолина, происходит уменьшение количества возбуждаемых мышечных волокон, что отражается в снижении амплитуды и площади М-ответа. Снижение амплитуды последующих М-ответов в серии по сравнению с первым –называется декрементом, увеличение - инкрементом. Наибольшее снижение амплитуды происходит на 4-5 стимул, затем происходит наблюдается восстановление амплитуды М-ответов за счет задействования дополнительных пулов ацетилхолина. У здоровых людей декремент не более 10%,при наличии нарушения нервно-мышечной передачи снижение амплитуды и площади будет превышать это значение. Чувствительность методики 60-70%.

Помимо миастении тест информативен и при миастенических синдромах- синдроме Ламберта-Итона. В этом случае амплитуда первого М-ответа резко снижена и повышается после проведения нагрузки –феномен инкремента, связанный с «врабатыванием» и краткосрочным облегчением высвобождения резервных пулов ацетилхолина.

Ультразвуковая допплерография - это неинвазивный ультразвуковой метод исследования, позволяющий оценивать кровоток во внечерепных и внутричерепных магистральных артериях головы. Ультразвуковая допплерография базируется на эффекте допплера-сигнал, посланный датчиком, отражается от движущихся объектов(клетки крови), частота сигнала изменяется пропорционально скорости движущегося объекта.

Основные показания для проведения УЗДГ:

1.стенозирующие поражения артерий;

2.артериовенозные мальформации;

3.оценка вазоспазма;

4.оценка коллатерального кровообращения;

5.диагностика смерти мозга.

Экстракраниальное исследование проводится датчиком частотой 4и 8МГц, работающих в постоянном и импульсных режимах.

Транскраниальное исследование проводится датчиком 2Мгц в импульсном режиме.

Ультразвуковой сигнал проникает в интракраниальное пространство через определенные участки костей черепа-«окна». Имеется 3 основных доступа: височное окно, трансорбитальное окно и затылочное окно.

Кровоток оценивается по качественным аудиовизуальным и количественным характеристикам.

К качественным характеристикам относятся форма доплерограммы,соотношение элементов допплерограммы, направление кровотока, распределение частот в спектре (спектр частот - диапазон линейной скорости эритроцитов в измеряемом объеме, отображается в виде спектограммы в реальном времени),звуковые характеристики сигнала.

К количественным характеристикам относятся скоростные показатели (ЛСК, систолическая, диастолическая, средневзвешенная скорости), показатели количественного сопротивления (индексы ангиоспазма, периферического сопротивления, индекс пульсации)и цереброваскулярной реактивности.

При экстракраниальной ДГ исследуют кровоток в подключичных, наружной и внутренней сонных артериях и их конечных ветвях: надблоковых, надглазничных, височных, лицевых, а также в позвоночных артериях.

При интракраниальной ДГ исследуют: ПМА, СМА, ЗМА, ГА, сифон ВСА, ПА интракраниальный отдел, ОА, а также наличие коллатерального кровообращения по передней и задним соединительным артериям с помощью компрессионных проб.

При проведении исследования подбирают угол наклона датчика, губину локации для достижения максимально четкого сигнала. Идентифицировать сосуд помогают направление кровотока в лоцируемом сосуде(к датчику или от него0,глубина локации, компрессионные пробы.

Стенозы сосудов вызывают изменения, имеющие характерную картину(паттерн) при проведении ДГ: увеличение скорости в зоне стеноза, расширении спектрального окна, повышение индекса циркуляторного сопротивления, высоким шумом.

Признаками АВМ служат высокая ЛСК в питающей артерии, снижении индекса циркуляторного сопротивления и индекса пульсации.

При церебральном ангиоспазме отмечается высокая линейная скорость, повышение индекса циркуляторного сопротивления и пульсации.

УЗДГ является неинвазивным, мобильным, дешевым методом диагностики, позволяющим оценивать мозговой кровоток у пациентов с цереброваскулярными заболеваниями, контролировать эффективность лечения,проводить отбор для оперативного лечения при стенозах, решать экспертные задачи.

Методы дуплексного и триплексного сканирования являются наиболее современными методами исследования кровотока, позволяет дополнить допплерографическое исследование и сделать его более информативным. В условиях двух- и трехмерного изображения возможно увидеть артерию, ее форму и ход, оценить состояние ее просвета, увидеть бляшки, тромбы, а также зону стеноза. Методы незаменимы при подозрении на наличие атеросклеротических поражений.

Метод эхоэнцефалоскопии является методом ультразвуковой диагностики нарушений в головном мозге, и позволяет судить о наличии и степени смещения срединных структур, что свидетельствует о присутствии дополнительного объема (внутримозговая гематома, отек полушария). В настоящее время значимость метода не столь велика, как раньше, в первую очередь он используется для скрининговой оценки показаний для экстренного проведения нейровизуализации (компьютерная томография (КТ) или магнитно-резонансная томография (МРТ). Следует отметить, что отсутствие смещения при эхоэнцефалоскопии не означает стопроцентного отсутствия патологического процесса, т.к., например, при локализации процессов в лобных отделах или в задней черепной ямке смещение структур мозга происходит только в случае больших размеров поражения. Также не очень информативен этот метод у пожилых пациентов, т.к. в результате атрофического процесса в мозге и расширения межполушарных пространств имеется достаточно внутричерепного пространства, чтобы дополнительный объем не приводил к смещению срединных структур. В настоящее время ограничено использование данного метода для диагностики внутричерепной гипертензии. Этот вопрос дискутируется.

Предмет, содержание, значение нейрофизиологии. Становление и развитие науки.

Оформление чертежей

Сегодня высшие и средние специальные учебные заведения уделяют большое внимание применению компьютерной техники при обучении студентов. Во время учебы студенты осваивают самые перспективные технологии проектирования и приобретают навыки работы с системами машинной графики.

При оформлении чертежных материалов студенты могут использовать любые доступные чертежные редакторы, при условии соблюдения ГОСТ ЕСКД. Приведём описание «КОМПАС».

Программа КОМПАС – это КОМПлекс Автоматизированных Систем, специально созданный для решения широкого круга задач проектирования и конструирования. Встроенный в систему чертежно-графический редактор КОМПАС-ГРАФИК изначально был ориентирован на быстрое и удобное выполнение чертежей любой сложности в полном соответствии с ГОСТ ЕСКД.

Чертежно-графический редактор КОМПАС-ГРАФИК – отличный инструмент для выполнения конструкторской документации. Благодаря простому интерфейсу, соответствующему стандарту Window, редактор обеспечивает быстрое обучение с системой на качественно новом уровне. Управление системой обеспечивается с помощью выпадающего текстового меню, отдельных панелей инструментов и контекстного меню. Пользователь может сам формировать сам собственные панели инструментов, а также подключать библиотеки в одном из видов: окно, диалог, меню или панель.

В процессе проектирования в редакторе можно работать со всеми типами графических примитивов (точки, прямые, окружности, дуги окружностей, эллипсы и т. д.), производить любые вспомогательные построения, правильно выполнять простановку размеров с допусками, использовать вспомогательную сетку, локальные системы координат, локальные и глобальные привязки, редактировать чертеж, производить измерения и расчет массогабаритных характеристик тел.

Уверенная работа в редакторе ускорит выполнение курсовых и дипломных проектов

Студенты получают возможность пользоваться этим инструментом в своей будущей профессиональной деятельности.

Студенты должны:

Знать правила построения изображений, методику работы в системе Компас;

Уметь выполнять конструкторскую документацию (графическую и текстовую) в системе Компас;

Иметь опыт создания чертежей планировок цеха (участка), а также оформления конструкторской документации в системе Компас согласно стандартам ЕСКД.

Примеры оформления чертежей приведены в приложении В.

Слово физиология происходит от греческого слова fussis – науки о природе. Первоначально оно обозначало всю совокупность наук о растительном и животном мире. По мере накопления знаний выделилась самостоятельная научная дисциплина, изучающая функции живого организма, которая и стала называться физиология.

Физиология – это наука о функциях клеток, тканей, органов, систем органов и целого организма.

Физиология изучает процессы, протекающие в органах и системах человека, в их взаимосвязи с окружающей средой, при различных состояниях организма.

Задача физиологии состоит в познании свойств, форм проявления и механизмов регуляции этих свойств при различных состояниях организма и различных условиях внешней среды.

Физиология ребенка - наука, изучающие изменения функций организма, возникающие в процессе его развития.

Нейрофизиология изучает закономерности функционирования ЦНС, особенности функционирования структур ЦНС, их взаимосвязь между собой.

Задача нейрофизиологии заключается в познании механизмов работы головного и спинного мозга.

Нейрофизиология тесно связана с Физиологией ВНД . В настоящее время установлено, что субстратом осуществления сложных рефлекторных реакций является кора головного мозга и подкорковые структуры. ВНД была выделена как условно-рефлекторная деятельность высших отделов ЦНС, обеспечивающих адекватное и наиболее совершенное отношение целого организма к внешнему миру. ВНД – это совокупность сложных форм деятельности коры больших полушарий и ближайших к ней подкорковых образований, обеспечивающая взаимосвязь целого организма с внешней средой.

В последние годы в мировой науке имеется тенденция к интеграции сведений, полученных в смежных областях знаний и создание на этой основе системы нейронаук. К нейронаукам относятся; нейрофизиология, физиология ВНД и психофизиология.

Психология - одна из древнейших наук в современной системе научного знания. Она возникла как результат осознания человеком самого себя. Само название этой науки - психология (psyche - душа, logoc - учение) указывает, что основное ее предназначение - познание своей души и ее проявлений - воли, восприятия, внимания, памяти и т.д. Нейрофизиология - специальный раздел физиологии, изучающий деятельность нервной системы, возникла намного позже. Практически до второй половины XIX века нейрофизиология развивалась как экспериментальная наука, базирующаяся на изучении животных. Действительно, «низшие» (базовые) проявления деятельности нервной системы одинаковы у животных и человека. К таким функциям нервной системы относятся проведение возбуждения по нервному волокну, переход возбуждения с одной нервной клетки на другую (например, нервную, мышечную, железистую), простые рефлексы (например, сгибания или разгибания конечности), восприятие относительно простых световых, звуковых, тактильных и других раздражителей и многие другие. Только в конце XIX столетия ученые перешли к исследованию некоторых сложных функций дыхания, поддержания в организме постоянства состава крови, тканевой жидкости и некоторых других. При проведении всех этих исследований ученые не находили существенных различий в функционировании нервной системы как в целом, так и ее частей у человека и животных, даже очень примитивных. Например, на заре современной экспериментальной физиологии излюбленным объектом была лягушка. Только с открытием новых методов исследования (в первую очередь электрических проявлений деятельности нервной системы) наступил новый этап в изучении функций головного мозга, когда стало возможным исследовать эти функции, не разрушая мозг, не вмешиваясь в его функционирование, и вместе с тем изучать высшие проявления его деятельности - восприятие сигналов, функции памяти, сознания и многие другие.

Как уже указывалось, психология как наука намного старше, чем физиология, и на протяжении многих веков психологи в своих исследованиях обходились без знаний физиологии. Конечно, это связано прежде всего с тем, что знания, которыми располагала физиология 50-100 лет тому назад, касались только процессов функционирования органов нашего тела (почек, сердца, желудка и др.), но не головного мозга. Представления ученых древности о функционировании головного мозга ограничивались только внешними наблюдениями: они считали, что в головном мозге - три желудочка, и в каждый из них древние врачи «помещали» одну из психических функций (рис. 1).

Перелом в понимании функций головного мозга наступил в XVIII столетии, когда стали изготавливать очень сложные часовые механизмы. Например, музыкальные шкатулки исполняли музыку, куклы танцевали, играли на музыкальных инструментах. Все это приводило ученых к мысли, что наш головной мозг чем-то очень похож на такой механизм. Только в XIX веке окончательно было установлено, что функции головного мозга осуществляются по рефлекторному (reflecto-отражаю) принципу. Однако первые представления о рефлекторном принципе действия нервной системы человека были сформулированы еще в XVIII столетии философом и математиком Рене Декартом. Он полагал, что нервы представляют собой полые трубки, по которым от головного мозга, вместилища души, передаются животные духи к мышцам. На рис. 2 видно, что мальчик обжег ногу, и этот стимул запустил всю цепь реакций: вначале «животный дух» направляется к головному мозгу, отражается от него и по соответствующим нервам (трубкам) направляется к мышцам, раздувая их. Здесь без труда можно увидеть простую аналогию с гидравлическими машинами, которые во времена Р. Декарта были вершиной достижения инженерной мысли. Проведение аналогии между действием искусственных механизмов и деятельностью головного мозга - излюбленный прием при описании функций мозга. Например, наш великий соотечественник И. П. Павлов сравнивал функцию коры больших полушарий головного мозга с телефонным узлом, на котором барышня-телефонистка соединяет абонентов между собой. В наше время головной мозг и его деятельность чаще всего сравнивают с мощным компьютером. Однако любая аналогия весьма условна. Не вызывает сомнений, что головной мозг действительно выполняет огромный объем вычислений, но принцип его деятельности отличен от принципов действия компьютера. Но вернемся к вопросу: зачем психологу знать физиологию головного мозга?

Вспомним идею рефлекса, высказанную еще в XVIII веке Р. Декартом. Собственно зерном этой идеи было признание того, что реакции живых организмов обусловлены внешними раздражениями благодаря деятельности головного мозга, а не «по воле Божьей». В России эта идея была с воодушевлением воспринята научной и литературной общественностью. Вершиной этого был выход в свет знаменитого труда Ивана Михайловича Сеченова «Рефлексы головного мозга» (1863), оставившего глубокий след в мировой культуре. Свидетельством служит тот факт, что в 1965 г., когда исполнилось столетие со дня выхода этой книги в свет, в Москве под патронажем ЮНЕСКО прошла международная конференция, на которой присутствовали многие ведущие нейрофизиологи мира. И. М. Сеченов впервые полно и убедительно доказал, что психическая деятельность человека должна стать объектом изучения физиологами.

И. П. Павлов развил эту мысль в виде «учения о физиологии условных рефлексов».

Ему принадлежит заслуга в создании метода экспериментального исследования «высшего этажа» головного мозга коры - больших полушарий. Этот метод назван «методом условных рефлексов». Он установил фундаментальную закономерность предъявление животному (И. П. Павлов проводил исследования на собаках, но это верно и для человека) двух стимулов - вначале условного (например, звук зуммера), а затем безусловного (например, подкармливание собаки кусочками мяса). После некоторого числа сочетаний это приводит к тому, что при действии только звука зуммера (условного сигнала) у собаки развивается пищевая реакция (выделяется слюна, собака облизывается, скулит, смотрит в сторону миски), т. е. образовался пищевой условный рефлекс (рис. 3). Собственно этот прием при дрессировке был давно известен, но И. П. Павлов сделал его мощным инструментом научного исследования функций головного мозга.

Физиологические исследования в сочетании с изучением анатомии и морфологии головного мозга привели к однозначному заключению – именно головной мозг является инструментом нашего сознания, мышления, восприятия, памяти и других психических функций.

Основная трудность исследования заключается в том, что психические функции чрезвычайно сложны. Психологи исследуют эти функции своими методами (например, при помощи специальных тестов изучают эмоциональную устойчивость человека, уровень умственного развития и другие свойства психики). Характеристики психики исследуются психологом без «привязки» к мозговым структурам, т. е. психолога интересуют вопросы организации самой психической функции, но не то, как работают отдельные части головного мозга при осуществлении этой функции. Только относительно недавно, несколько десятилетий назад, появились технические возможности для исследования методами физиологии (регистрация биоэлектрической активности головного мозга, исследование распределения тока крови и др., подробнее см. далее) некоторых характеристик психических функций - восприятия, внимания, памяти, сознания и др. Совокупность новых подходов к исследованию головного мозга человека, сфера научных интересов физиологов в области психологии и привели к появлению в пограничной области этих наук новой науки - психофизиологии. Это обусловило взаимопроникновение двух областей знаний - психологии и физиологии. Поэтому физиологу, который исследует функции головного мозга человека, необходимы знания психологии и применение этих знаний в своей практической работе. Но и психолог не может обойтись без регистрации и исследования объективных процессов головного мозга с помощью электроэнцефалограмм, вызванных потенциалов, томографических исследований и пр.

В физиологии выделяют два основных метода : наблюдение и эксперимент.

Метод наблюдения заключается в пассивной регистрации хода того или иного процесса или явления.

Эксперимент – это исследование какой-либо функции путем активного воздействия. Существуют два вида эксперимента ; острый и хронический. При остром эксперименте исследователь вырезает интересующие его структуры (ПР – мозжечек). Такой эксперимент влечет гибель подопытных животных. Хронический эксперимент изучает функции в тесной взаимосвязи с другими функциями организма – подопытное животное не погибает.

В клинической практике используют

В физиологии ВНД еще Павловым был разработан метод условных рефлексов . С помощью этого метода он изучал функции коры больших полушарий, подкорковых образований, явления концентрации и иррадиации, аналитико-синтетическую деятельность мозга.

В современных условиях для исследования физиологических процессов используют электорофизиологические методы, позволяющие регистрировать биопотенциалы (электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография). С помощью компьютерной томографии, можно не прибегая к операции установить морфофункциональные изменения головного мозга.

Методы изучения мозга.

1)морфологические методы – исследование тонкого строения мозга (выявление тончайших элементов нервных клеток) с помощью световой и электронной микроскопии, радиохимии.

2) биохимические методы – исследование метаболических процессов мозга здорового и больного человека, а также при различных функциональных состояниях, формах деятельности и т.д. Выделят несколько областей нейрохимии – химия пептидов, медиаторов, модуляторов, аминокислот и т.д.

3) физиологические методы – экспериментальные методы, направленные на изучение функций различных отделов мозга.

· Метод разрушения мозга . Первоначально использовался для моделирования ситуаций, в которые попадают люди с локальными поражениями мозга. В клинической практике используют метод разрушения структур ЦНС в целях лечения (например лечение наркомании). Изучение и разрушение структур мозга с лечебной целью нашло применение в клинике академика Бехтеревой для лечения различных форм заболеваний ЦНС.

· Метод электрического раздражения мозга – внедрялся в экспериментальную физиологию с середины 19 в. В современной науке используется стереотаксическая техника, позволяющая вводить электрод в любой очень локальный участок мозга. Этот прием используется и для терапии ряда неврологических и психических заболеваний.

· Метод хемостимуляции, термо - и хеморазрушения, разрушение ультразвуком – позволяет добиться еще большей локальности.

· Метод регистрации электрических процессов мозга – применяется со второй половины 20 в. Метод электроэнцефалографии – это метод регистрации электрической активности мозга, главным образом корковых нейронов. Кривая, отражающая электрическую активность, называется электроэнцефалограммой . Для регистрации применяют электроэцефалограф. В целом ЭЭГ позволяет определить характер состояния мозга (ПР – эпилепсию).

· Метод исследования мозгового кровотока - метод реаэнцефалографии (РЭГ). Запись РЭГ проводят с помощью реографа, подключенного к электроэнцефалографу. РЭГ представляет собой кривую, слагающуюся из восходящих и нисходящих путей. Она имеет вершины и зубцы на спуске кривой. РЭГ является безвредным методом диагностики церебраьных расстройств. Изучается мозговой кровоток в бассейнах сонных и позвоночных артерий.

· Методы томографические (компьютерная томография головы). Суть томографических исследований – это получение среза мозга искусственным путем. Для построения среза используют либо просвечивание мозга с помощью рентгеновских лучей, либо излучение от мозга, исходящее от изотопов, предварительно введенных в мозг. Этот метод широко используется для диагностики заболеваний ЦНС (можно выявить локализацию опухолей, кровоизлияний и т.д.).

Электрическая активность головного мозга.

Колебания электрических потенциалов коры впервые были записаны В.В. Правдич-Нилинским в 1913 г. Записывают колебания потенциалов коры при помощи электроэнцефалографа. На ЭЭГ различают волны разной частоты и амплитуды. По частоте колебаний в 1 с. выделяют альфа-ритм, бета-ритм, тетта-ритм, дельта-ритм.

Характеристика биоритмов головного мозга:

Диагностическое значение электроэнцефалограммы: у здорового человека в состоянии бодрствования должны регистрироваться альфа и бета волны; иначе - признак патологии в головном мозге (кровоизлияния, опухоли).