Интегративные механизмы взаимодействия церебральных структур на моделях очаговых изменений в головном мозге и при воздействии магнитного поля
Характеристика параметров межполушарной асимметрии с усилением функциональной активности левого полушария при генерализации эпилептической активности. Исследование особенностей внутримозговых взаимодействий при очагах-выпадениях на функции памяти.
Рубрика | Медицина |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.12.2017 |
Размер файла | 578,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
На правах рукописи
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Интегративные механизмы взаимодействия церебральных структур на моделях очаговых изменений в головном мозге и при воздействии магнитного поля
03.03.01 физиология
Сорокина Наталия Дмитриевна
Москва - 2010
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор Смирнов Виктор Михайлович
доктор медицинских наук, профессор Селицкий Геннадий Вацлавович
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Фокин Виталий Федорович
доктор медицинских наук, профессор Воробьева Ольга Владимировна
доктор медицинских наук, профессор Урываев Юрий Викторович
Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Институт повышения квалификации Федерального медико-биологического агентства»
Защита состоится в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.072.05 при ГОУ ВПО РГМУ Росздрава по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО РГМУ Росздрава по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1
Автореферат разослан 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук, доцент Кузнецова Т.Е.
Список сокращений
ВпКК - внутриполушарные коэффициенты кросскорреляции
ГГМП - гипогеомагнитное поле
ДЭ - дисциркуляторная энцефалопатия
кМПА - коэффициент межполушарной асимметрии
КН - когнитивные нарушения
КОГ - когерентность ритмов ЭЭГ
КФ - когнитивные функции
ЛКР - легкое когнитивное расстройство
МпКК - межполушарные коэффициенты кросскорреляции
МРТ - магнитно - резонансная томография
ПеМП -переменное магнитное поле
ПСКБ - пространственная синхронность корковых биопотенциалов
ПЭП - противоэпилептические препараты
ПЭТ - позитронно-эмиссионная томография
САЭ - субкортикальная артериосклеротическая энцефалопатия
СКР - сосудистые когнитивные расстройства
СМ - спектральная мощность
СМИЛ - сокращенная методика исследования личности
УКР - умеренное когнитивное расстройство
ФМА - функциональная межполушарная асимметрия
ЭЭГ - электроэнцефалография
HADS - (hospital anxiety and depression scale) шкала оценки тревоги и
депрессии
MMSE - (mini-mental state examination) шкала оценки деменции
Общая характеристика работы
Актуальность исследования
Несмотря на достигнутые успехи в исследовании проблемы функциональной организации мозга интерес к ней не только не ослабевает, но, несомненно, растет. Это связано, с одной стороны, с достижениями фундаментальных наук, позволившими создать и использовать принципиально иные медицинские технологии и открывшими новые возможности в изучении системной организации функций в деятельности мозга, с другой стороны, современными тенденциями использования комплексного нейрофизиологического, психофизиологического, нейропсихологического подхода в анализе функциональной роли различных областей мозга в интегративной деятельностиё осуществляемой на базе различных функциональных состояний.
Анализ биоэлектрической активности головного мозга человека является одним из основных методов, позволяющих оценить и объективизировать изменения функционального состояния головного мозга [Хомская Е.Д., 2003, Болдырева Г.Н., 2004, Данилова Н.Н., 2006 и др.]. Имеется множество методов анализа ритмической активности мозга. Наиболее распространенными из них являются исследование спектральной мощности и когерентности ритмов ЭЭГ и их топографическое картирование. Имеется направление исследований пространственной синхронности электрической активности головного мозга, начавшееся с работ М.Н. Ливанова [1972], впервые в экспериментах на животных показавшего, что в функционально связанных областях коры происходит повышение пространственной синхронности биопотенциалов. Для оценки степени связанности биопотенциалов областей мозга по отдельным ритмам наиболее широко применяется функция когерентности [Иванов Л.Б., 2004]. Наличие связанности электрических процессов коры головного мозга - косвенное отражение общности функциональных процессов мозговых структур, частное их проявление. Уровень интеграции должен быть адекватным для оптимального выполнения функции: снижение или повышение не обеспечивает нормальное взаимодействие мозговых структур и сопровождается нарушением функционального состояния мозга [Жаворонкова Л.А., 2002, Федин А.И., 2008].
Взаимодействие корковых областей больших полушарий головного мозга человека при осуществлении высших интегративных функций представляет одну из интересных и сложных проблем нейрофизиологии, недостаточно изученную [Gray R.J., 2002]. Любая психическая деятельность осуществляется на основе совместно работающих зон мозга [Rowe D.L., 2004, Алфимова М.В., 2010]. Однако, при выявлении очагов раздражения, например, очагов эпилептической активности, происходит преимущественное искажение или нарушение психологических функций, выявляемое в экспериментально-психологических исследованиях [Fenwick P., 1995, Goldstein L.Н., 2005, Карлов В.А., 2000, 2009]. Очаговость (фокальность) эпилептического процесса и многообразие клинических проявлений, сопровождающихся нарушением психических функций, позволяет использовать эпилепсию для изучения вопросов функциональной асимметрии полушарий головного мозга и влияния их на интегративные функции больного в сопоставлении со здоровым мозгом.
При очаговых поражениях головного мозга (ишемических, нейродегенеративных) возникают сложные изменения межнейрональных связей, встречающиеся в разных отделах обоих полушарий, подкорковых структурах [Боголепова А.Н., 2005; Буклина С.Б., 2001; Гусев Е.И., Камчатов П.Р., 2004]. Включение механизмов пластичности позволяет компенсировать нарушение специализированных полушарных функций, включить функции противоположного полушария, интактных областей [Zhavoronkova L.A., 2005, Фокин, В.Ф. 2004, 2007].
Достаточно информативным и чувствительным инструментом в оценке деятельности различных областей коры больших полушарий головного мозга и их нарушений при очаговых процессах является использование психологических методов оценки когнитивных функций и эмоциональных состояний. В начальных стадиях эпилепсии когнитивные нарушения и личностные изменения наблюдаются у небольшого числа больных, но при прогредиентности заболевания и неадекватности проводимой антиэпилептической терапии наблюдаются различные когнитивные и эмоционально-личностные нарушения. Так, например, стойкие нарушения кратковременной и долговременной памяти, выявляемые в клинико-психологическом исследовании, свидетельствуют о резистентности к проводимой терапии и тяжелом прогностическом факторе при эпилепсии [Aikia M., 1999]. Включение эпилептогенных нейронов в эпилептический процесс лишает их возможности осуществлять информационные функции, нормализация их функционирования обеспечивает их включение в выполнение психологических функций, обеспечивает адаптацию организма, нормализует эмоциональные и когнитивные процессы. Поэтому в настоящее время особую актуальность приобретает поиск дополнительных диагностических критериев роли различных областей полушарий головного мозга в обеспечении интегративной деятельности, для изучения которой необходимо сопоставление ее особенностей как здорового мозга, так и на «модели» очаговых процессов в головном мозге.
Специализация полушарий и межполушарные отношения во многом определяют психофизиологическую индивидуальность человека [Хомская Е.Д., 2003], что необходимо в понимании закономерностей работы здорового мозга, так и в практической медицине, например, при диагностике и лечении очаговых поражений мозга при различных сосудистых заболеваниях, при различных видах нейродегенеративных процессах мозга, при симптоматической эпилепсии.
В настоящее время актуальна потребность в исследованиях особенностей динамики межполушарных асимметрий когерентности ЭЭГ, спектрально-корреляционных изменений электрической активности головного мозга как возможного коррелята функционального восстановления высших психических функций в процессе реабилитации больных инсультом, в том числе восстановления процессов мышления и памяти. Недостаточно изучены нейрофизиологические механизмы и специфика изменений биоэлектрической активности головного мозга у больных в зависимости от динамики эпилептического процесса и их корреляты с когнитивными и эмоционально-личностными особенностями.
Учитывая изложенное выше, целесообразно проведение комплексного, сравнительного исследования интегративных механизмов динамического взаимодействия структур головного мозга здорового человека и на модели очаговых процессов, а также при воздействии магнитного поля, для расширения понимания физиологических механизмов функционирования здорового мозга.
Цель исследования
Цель настоящей работы заключалась в выявлении структурно-функциональной межполушарной и внутриполушарной организации нейрофизиологических взаимодействий в головном мозге человека на основании динамических физиологических особенностей их перестроек при локальных воздействиях, вносимых с характеристиками заданной направленности, заложенными в очаговых процессах или используемых факторах (изменение холинергической медиации, магнитное поле).
При возникновении внешних или внутренних влияний в головном мозге изменяются физиологические характеристики многоуровневых динамических внутримозговых взаимодействий. Для выявления структурно-функциональной межполушарной и внутриполушарной организации нейрофизиологических взаимодействий в головном мозге человека, мы направленно изменяли условия исследования, используя в работе очаговые процессы с различными характеристиками, магнитное поле и направленно воздействуя на холинергические системы.
Задачи исследования 1. Изучить устойчивые и динамичные проявления функционального состояния мозга, которые формируются очагом-раздражением с различными характеристиками по выраженности. Для этого использовали модель эпилептического процесса ранжированного по тяжести заболевания и локализации очага с использованием системных показателей биоэлектрической активности мозга по сравнению со здоровым мозгом.
2. Проанализировать параметры межполушарной асимметрии с усилением функциональной активности левого полушария при генерализации эпилептической активности.
3. Исследовать нейробиологические аспекты очага раздражения и его влияния на интегративные функции по сравнению со здоровыми. Выявить корреляции показателей организации биоэлектрических процессов, отражающих функциональное состояние мозга, с особенностями когнитивной сферы при очаговой активности с различной степенью выраженности по сравнению со здоровыми.
4. Определить влияние магнитного поля (гипогеомагнитное поле и ПеМП) на показатели организации биоэлектрических процессов, отражающих функциональное состояние мозга у здоровых и при наличии очага-раздражения.
5. Исследовать механизмы формирования функциональных перекрестных межполушарных взаимодействий лобно-теменных областей при наличии очага-раздражения при функциональном снижении интегративной деятельности одной из областей.
6. Оценить характер межполушарного и внутриполушарного взаимодействия корковых областей в формировании депрессивных состояний различной природы (посттравматический синдром деперсонализации, стадия реабилитации после инсульта).
7. Исследовать влияние особенностей внутримозговых взаимодействий при очагах-выпадениях на функции памяти и на развитие пароксизмальных эпилептических проявлений.
8. Выявить электрофизиологические и нейропсихологические показатели улучшения функционирования мозга больных с сосудистой деменцией при повышении активности холинергических систем в результате направленного действия на определенные структурно-функциональные комплексы.
Научная новизна
В результате проведенного исследования получены новые данные, дополняющие существующие на сегодняшний день представления о роли различных структур коры головного мозга человека в функциональной организации интегративных процессов в мозге здорового человека и при очаговых влияниях в головном мозге.
Комплексное использование взаимодополняющих методик исследования, охватывающих как характеристики биоэлектрической активности головного мозга (спектрально-корреляционных показателей и показателей пространственной синхронности ЭЭГ), так и наиболее ранимой сферы головного мозга - когнитивных процессов (набор методик оценки памяти, внимания, лобных функций, мышления, эмоционально-личностных особенностей), а также различных по характеристикам очаговых процессов, магнитного поля, позволило выявить особенности межполушарных и внутриполушарных взаимодействий. Выявлены особенности динамической перестройки внутриполушарных и межполушарных взаимоотношений, которые формируются структурно-функциональными особенностями в системе «очаг - головной мозг» и зависят от характеристик рассматриваемого очага и «базы» - особенностей системных нейрофизиологических механизмов головного мозга.
Сравнительные показатели общего уровня ПСКБ на здоровом мозге и при эпилептических очагах выявили достоверное повышение ПСКБ по мере нарастания эпилептогенного процесса, что коррелирует с усилением глобальных активационных механизмов при очагах раздражения по сравнению со здоровым мозгом.
Выявлена функциональная роль корковых областей левого полушария, как триггирующей составляющей в механизмах эпилептогенеза, способствующей запуску эпилептического припадка, а лобных областей правого полушария как составляющей, которая связана с механизмами включающими торможение эпилептогенеза, которое вовлекает передние отделы обоих полушарий, выявляя последовательность в цепи антиэпилептической системы.
Обосновано функциональное значение низкочастотных спектральных характеристик ЭЭГ в определении локализации генератора эпилептической активности, а также для оценки направленности динамики и степени выраженности эпилептической активности,
При нарастании тяжести эпилептического процесса снижение уровня когнитивных нарушений зависит от латерализации эпилептического очага и достоверно преобладает при левополушарном очаге, чем при правополушарном.
Формирование выраженного депрессивного синдрома у пациентов с диффузными лакунарными постишемическими очагами, охватывающими подкорковое белое вещество обоих полушарий, приводит к снижению функциональной активности в переднелобных отделах левого полушария и теменно-затылочных - правого полушария.
Синхронизирующие механизмы головного мозга функционально активируются при кратковременных изменениях магнитного поля, как у здоровых лиц, так и при эпилептических очагах. Локальное воздействие переменного магнитного поля, независимо от стороны его приложения, вызывает устойчивые изменения биоэлектрической активности мозга в задних отделах теменной области правого полушария. Аналогичный эффект выявлен при противоположно направленном влиянии -- снижении геомагнитного поля.
Практическая значимость
Исследование вносит вклад в понимание фундаментальных нейробиологических механизмов интегративного взаимодействия различных структур головного мозга, обеспечивающих высшие психические функции, память и поведение в норме и при очаговых процессах.
Способ оценки системных пространственно-ритмологических показателей и показателей глобальной и локальной пространственной синхронности ЭЭГ позволяет повысить точность определения функционального состояния ЦНС испытуемых в состоянии норма, при очаговых воздействиях, а также при изменении магнитного поля.
Полученные данные, отражающие особенности изменения параметров межполушарной асимметрии с повышением функциональной активности левого полушария и последовательность изменения биоэлектрической динамики, позволяют использовать методику в клинической медицине при решении экспертных диагностических задач.
Выявленные характерные особенности топографии и динамики распространения эпилептической активности у больных эпилепсией по мере нарастания тяжести болезни позволяют использовать полученные данные в клинической медицине для прогноза и оценки динамики течения эпилептического заболевания с целью решения лечебных задач.
Полученные электрофизиологические и нейропсихологические показатели динамики функционирования мозга больных с сосудистой деменцией при изменении активности холинергических систем могут быть использованы для прогноза и решения вопросов адекватного лекарственного воздействия.
Переменное магнитное поле, создаваемое малогабаритными магнитотерапевтическими устройствами и локально направленное, может быть рекомендовано электрофизиологическим лабораториям для рассмотрения на возможность использования его как диагностической пробы для выявления эпилептической активности, особенно при правополушарных очагах.
Основные положения, выносимые на защиту 1. Увеличение функциональной активности в передних корковых отделах левого полушария свидетельствует о повышении генерализации эпилептической активности. Показатели этого состояния коррелируют с динамикой эпилептического процесса и показателями когнитивных функций,
2. Нейрофизиологический механизм, включающий процессы генерализации эпилептической активности связан со структурами левого полушария - заднелобными и центральными корковыми областями.
3. Лобные области правого полушария определены, как функциональная составляющая, связанная с механизмами включающими торможение эпилептогенеза, которое в последующем функциональном звене вовлекает передние отделы обоих полушарий, выявляя последовательность в цепи антиэпилептической системы.
4. Формирование выраженного депрессивного синдрома у пациентов с диффузными лакунарными постишемическими очагами, охватывающими подкорковое белое вещество обоих полушарий, приводит к снижению функциональной активности в переднелобных отделах левого полушария и теменно-затылочных - правого полушария.
5. Как воздействие переменного магнитного поля, так и, наоборот, ослабление геомагнитного поля, несмотря на разнонаправленность проявлений их воздействий, вызывают однонаправленные изменения биоэлектрической активности головного мозга - усиление процессов синхронизациии с максимальной выраженностью в заднетеменных отделах правого полушария. Локальное воздействие магнитного поля, независимо от стороны его приложения, вызывает устойчивые изменения биоэлектрической активности головного мозга в задних отделах теменной области правого полушария. Аналогичный эффект выявлен при противоположном знаке влияния - снижении геомагнитного поля. Эти результаты позволяют предположить, что структурами коркового анализатора восприятия магнитного поля у правшей, вероятно, являются задние отделы теменной области правого полушария, а проводниками эффектов изменения магнитного поля - пути проприоцептивной чувствительности.
Внедрение результатов исследования.
Полученные в результате исследования данные внедрены в клиническую практику ФГУЗ КБ №85 ФМБА России г. Москвы и ГКБ N6 г. Москвы. Результаты исследований включены в лекционный курс по физиологии центральной нервной системы для студентов отделения клинической психологии РГМУ, а также в лекционный курс по интегративной физиологии для студентов на кафедре нормальной физиологии лечебного факультета ГОУ ВПО РГМУ Росздрава.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены на 4 международных конгрессах: 26th International Epilepsy Congress (Paris, 2005), 7th European Congress on Epileptology (Helsinki, 2006), 8th European Congress on Epileptology (Berlin, 2008), 11th European Conference on Epilepsy and Society (Marseille, 2008); на XVIII съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Казань, 2001); на второй международной конференции посвященной 100-летию со дня рождения А.Р. Лурия (Москва, 2002), на 3 научно-практических конференциях системы Федерального медико-биологического агентства России (Москва, 2003, 2006, 2009), на IX Всероссийском съезде неврологов (Ярославль, 2006).
Апробация диссертационной работы проведена на межкафедральном совещании кафедр: нормальной физиологии лечебного факультета ГОУ ВПО РГМУ Росздрава и кафедры фундаментальной и прикладной физиологии медико-биологического факультета ГОУ ВПО РГМУ Росздрава 16.05.2010 г.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 63 печатные работы, в том числе 15 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 5 глав собственных исследований с анализом и обсуждением полученных результатов, общего заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 312 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 55 рисунков. Библиография содержит 325 работ отечественных и зарубежных авторов.
Содержание работы
Материал и методы исследования
В исследовании приняли участие 290 здоровых испытуемых и 312 пациентов. Испытуемые, подбираемые в группы «норма», были здоровые добровольцы. Они подбирались для различных разделов исследования, возраст соответствовал соответствующей группе пациентов. Исследуемые пациенты находились на стационарном или амбулаторном лечении: больные эпилепсией (с различной локализацией и латерализацией эпилептического очага), больные с цереброваскулярными заболеваниями.
В разделе I исследовали 42 здоровых испытуемых (возраст 18-37 лет), 98 больных эпилепсией (18-38 лет). Раздел II - исследовали 17 здоровых испытуемых (18-34 года), 38 больных эпилепсией (16-34 года). Раздел III. Изучали испытуемых с эмоциональными нарушениями -42 человека (26-37лет), здоровых испытуемых без эмоциональных нарушений - 46 человек того же возраста. Раздел IY. 4-1. Исследовали 36 здоровых испытуемых (61 -71 лет) и 41 больных, перенесших «малый инсульт» того же возраста. 4-2. В исследовании участвовали 54 больных в стадии ремиссии после ишемического инсульта (61-67 лет), здоровые испытуемые - 32 чел. того же возраста. 4-3. В исследовании участвовали 20 чел. в возрасте 67-72 лет и 42 больных с САЭ, где проводилось исследование и, кроме основного неврологического и терапевтического лечения, им был назначен реминил. Раздел Y. Исследовали биоэлектрическую активность коры головного мозга в 3-х сериях у 55 здоровых испытуемых и 39 больных эпилепсией, правшей, при воздействии переменного магнитного поля (ПеМП), а также ослабления геомагнитного поля (ГГМП). От всех здоровых испытуемых и пациентов было получено «информированное согласие» на проведение физиологического исследования. В исследование включали только праворуких согласно данным тестирования психомоторных асимметрий [Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А., 1988].
Методы исследования.
Анализ биоэлектрической активности головного мозга.
ЭЭГ регистрировали монополярно в 16 стандартных отведениях по международной системе 10-20% (согласно рекомендациям Международной федерации обществ электроэнцефалографии и клинической нейрофизиологии): Fр1, Fр2, F3, F4, F7, F8, C3, C4, T3, T4, T5, T6, P3, P4, O1, O2 с помощью энцефалографа "Нейрокартограф" фирмы МБН (Москва) при постоянной времени 0,3 с и верхнем ограничении частот 30 Гц. В более поздних исследованиях использовали нейрокартограф «Нейрон-спектр-4» и «Нейрон-спектр-5» с регистрацией 21 и 24 отведений соответственно. При монополярном отведении в качестве референтных использовали ушные электроды. ЭЭГ здоровых и больных людей оценивали качественно (визуально) и количественно (с использованием методов математической обработки). эпилептический внутримозговой память
Расчет параметров спектра мощности и когерентности биопотенциалов ЭЭГ выполняли по программе "Нейрокартограф" фирмы МБН (Москва), а также Нейрон-спектр-4 и 5» . Эпоха анализа составляла 2с, анализировали по 30 свободных от артефактов эпох ЭЭГ, записанной в состоянии спокойного бодрствования перед пробой (фон), во время стандартизированной провокационной «пробы гипервентиляция и фотостимуляция». Для каждого отведения методом быстрого преобразования Фурье вычислялась спектральная мощность ЭЭГ для стандартных частотных диапазонов. Когерентность ЭЭГ определяли для всех возможных комбинаций межполушарных и внутриполушарных пар отведений стандартным программам. Полученные экспериментальные данные отдельно для фона и задания усредняли по пяти пробам в двух сериях для каждого испытуемого. Анализ средних значений по группе производили с помощью стандартных статистических программ и программ МБН.
При визуальном анализе ЭЭГ применяли элементы формализации и ранжирования ее отдельных признаков: наличие или отсутствие определенных ритмов, наличие вспышек, преобладание локальных изменений в корковых областях - для последующих клинико-ЭЭГ сопоставлений. Применяли две модификации спектрально-когерентного анализа, а также картирования различных параметров ЭЭГ: одна - на базе специализированного вычислительного комплекса "Нейрокартограф" (фирмы МБН) и «Нейрон-спектр» (Россия), другая - на основе программ «Биоскоп», включающий анализ пространственной синхронности.
Анализ пространственной синхронности биопотециалов.
Отведение биоэлектрической активности производилось сетью 48-ми посеребренных электродов, состоящей из 8-ми дуг,, равномерно распределенных от лобного к затылочному полюсу, по 6 электродов в каждой. Усиление биоэлектрической активности производилось с помощью системы "Биоскоп". Данные поступали в компьютер, эпоха анализа 4 с, частота опроса - 128 Гц. Первичная обработка данных производилась в процессе эксперимента. Она состояла в подсчете кросскорреляционных коэффициентов (КК) между потенциалами всех пар отведений. После подсчета КК формировалась кросскорреляционная матрица, состоящая из 1128 значений. Подсчитывались также показатели (по программе) глобальной и локальной ПСКБ головного мозга, межполушарной асимметрии ПСКБ.
Для определения уровня глобальной ПСКБ использовался интегральный показатель синхронности, который был равен сумме всех 1128 значений КК, входящих в кросскорреляционную матрицу. Степень изменения глобальной ПСКБ определяли с помощью интегрального показателя прироста синхронности, т.е. суммы значений прироста всех 1128 КК кросскорреляционной матрицы. Он находился в прямой зависимости как от количества изменяющихся КК, так и от степени увеличения каждого КК. Достоверность сдвигов уровня глобальной ПСКБ оценивалась по непараметрическому U-критерию Манна-Уитни. При необходимости количественной оценки использовался t -критерий Стьюдента.
При анализе локальной ПСКБ формировались кросскорреляционные поля. Во время их построения для каждого из 48 регистрируемых биоэлектрических процессов подсчитывалась суммарная величина всех 47 вычисленных для него КК (суммарный показатель синхронности). Далее эти цифры наносились на топокарту в соответствии с порядком размещения электродов на поверхности головы. Это позволяло выделять области с наибольшей выраженностью ПСКБ - фокусы максимальной синхронности в воре. При оценке изменения локальной ПСКБ во время различных воздействий (по сравнению с фоном или по отношению друг к другу) производилось сопоставление (путем вычитания) усредненных кросскорреляционных матриц, в результате чего получали матрицы разности синхронности. В них для каждой из 48 точек подсчитывали сумму прироста всех 47 КК (суммарный показатель прироста синхронности) и на основании этих данных строили поля разности синхронности. Оценка закономерности изменения локальной ПСКБ по данным группы испытуемых или экспериментов производилась с помощью полей вероятности прироста ПСКБ. Для этого на индивидуальных полях разности синхронности отмечали точки с максимальными положительными, отрицательными, а также промежуточными значениями прироста ПСКБ. Затем подсчитывали вероятность регистрации этих значений. Если в какой-либо точке кросскорреляционного поля вероятность была равна 70% и более, то она считалась значимой для увеличения или снижения ПСКБ. Достоверность сдвигов оценивалась по критерию Манна-Уитни. Использовали также коэффициент асимметрии ПСКБ (Кас), который указывал на преобладание по уровню ПСКБ левого и правого полушария, сравнивались симметричные в топографическом расположении КК, анализ проводили для внутриполушарных и межполушарных КК, поскольку каждый из КК был вычислен для потенциалов точек, расположенных как в левом, так и в правом полушариях.
Клинико-неврологические данные
Пациенты проходили традиционное клиническое обследование, принятое в неврологических отделениях, с использованием лабораторных и инструментальных диагностик, а также разного профиля высококвалифицированных специалистов, позволяющие корректно установить диагноз. Каждый пациент проходил нейровизуализационное исследование головного мозга.
Психологическое исследование
Включенные в исследование тесты были нацелены на выявление наиболее часто встречающихся при очаговых нарушениях мозга когнитивных нарушений, а именно: нарушений памяти, внимания, мышления. Кроме того, для определения степени тревоги и депрессии использовались общепринятые тесты: шкала тревоги и депрессии (HADS), тест оценки уровня реактивной и личностной тревожности (Тест Спилбергера - State-Trait Anxiety Inventor - в модификации Ю.Л. Ханина [1976]) и выявления степени выраженности депрессии (Опросник Бека - Beck Depression Inventory - [A.T. Beck, 1961]).
Использовали сокращенную методику исследования личности (СМИЛ) для оценки по основным (базовым) шкалам: 1-шкала ипохондрии, 2 - депрессии, 3 -истерии, 4- психастении, 5- психопатии, 6 - тревожности, 7 - аутизма, 8 - гипомании. Тест позволяет оценить эмоционально-личностные расстройства ( невротические, пограничные, норма и т.д.) (см. приложение).
Торонтская Алекситимическая Шкала (апробирована в институте им. В.М.Бехтерева) использовалась для выявления затруднений или неспособности точно описать собственные эмоциональные переживания и чувства.
Шкалу оценки деперсонализации использовали для оценки состояния деперсонализации [Sierra M., Berrios G. , 2000].
Тест оценки преддементных и дементных рассстрйоств интеллекта, памяти, ориентации в пространстве (Mini - mental state examination, MMSE). Производится подсчет суммарного балла по всей шкале, при этом балл, равный 24, считается пограничным для разграничения нормы и патологии (деменции).
Оценка интеллектуальных функций: тест Амтхауэра (вербальный и невербальный интеллект), простые и сложные аналогии, вербальные ассоциации), тест вербальных ассоциаций [Lezak M. D., 1983]. Проводили исследование беглости речи. Отдельно использовали специально разработанный тест на оценку деятельности теменных областей (тест пространственно временные синтезы).
Тесты на пространственное мышление: тест «слепые часы», «слепые компасы»), тест Шепарда («перевернутые кубики»).
Таблицы Шульте использовалась для исследования нейродинамики психических процессов, выявления скорости ориентировочно - поисковых движений взора, исследования объема внимания к зрительным раздражителям и способности к концентрации внимания. Предлагалось 5 таблиц (в каждой таблице числа расставлены хаотично). Необходимо за определенное время найти 25 чисел по порядку - от 1 до 25 (усложнение - красные и черные цифры чередовать в прямом и обратном порядке).
Повторение цифр (DS). Тест на внимание и кратковременную память, является субтестом Векслеровской шкалы интеллекта. Необходимо повторить называемые ряды цифр, в прямом и, затем, в обратном порядке. Балл по каждому из заданий равен числу правильно повторенных цифр, максимальный балл соответствует правильному повторению всего ряда цифр.
Тесты для оценки лобной дисфункции (FAB) [Dubois B. et al., 2000]: предназначена для скрининга деменций с преимущественным поражением лобных долей или подкорковых церебральных структур. Изучались концептуализация, беглость речи, динамический праксис, простая реакция выбора, усложненная реакция выбора.
Исследование объема кратковременной слухо - речевой памяти - тест «10 слов» [Лурия А.Р., 1973]. Повторение (воспроизведение) цифр (субтест Векслеровской шкалы интеллекта). Тест на внимание и кратковременную память. Необходимо повторить называемые ряды цифр, в прямом и, затем, в обратном порядке. Балл по каждому из заданий равен числу правильно повторенных цифр, максимальный балл соответствует правильному повторению всего ряда цифр.
Статистическая обработка
Статистическую обработку данных проводили с использованием статистического пакета программ “Statistica 6.0 for Windows”, применяли параметрические и непараметрические методы математической статистики с использованием критерия Стьюдента, критериев Манна-Уитни и Вилкоксона. Для сравнения групп по качественным признакам использовали таблицы сопряженности с расчетом критерия ч2. Для выявления взаимосвязей между количественными признаками рассчитывали коэффициент корреляции Пирсона (r).
Результаты исследования и их обсуждение
1. Системные показатели функционального состояния полушарий головного мозга и интеллектуально-личностных особенностей здоровых лиц и на модели динамики эпилептического процесса
Исследовали здоровых лиц (42 чел.) и больных с генерализованной эпилепсией (ГЭ) - 58 чел, вторично-генерализованной эпилепсией ( ВГЭ) - 40 (табл.1), возраст от 18 до 38 лет.
С использованием ЭЭГ и метода пространственной синхронизации корковых биопотенциалов (ПСКБ) была выявлена нейродинамика изменения функциональной активности коры полушарий головного мозга при эпилептических очагах в сопоставлении со здоровым мозгом, и далее, - по мере нарастания динамики эпилептического процесса у больных с генерализованными (так и вторично-генерализованными) судорожными эпилептическими припадками. По мере утяжеления заболевания выявлялась тенденция к общему повышению ПСКБ. Локальные особенности ПСКБ и характер ее межполушарной асимметрии также зависели от тяжести заболевания. Общий уровень ПСКБ у больных по сравнению с испытуемыми контрольной группы был выше (Табл.1); он повышался по мере утяжеления заболевания. Максимальное повышение ПСКБ наблюдалось, главным образом, в левом полушарии; в начале заболевания - в теменных и затылочных ее областях, а по мере утяжеления процесса - охватывало центральные и далее лобные области.
Таблица 1.Общий уровень синхронности и Кас у больных ГЭ, ВГЭ и в норме (М + m)
Группа |
Число обследованных |
Общий уровеньСинхронности(КК >0.85), % |
Касс |
|
Здоровые |
42 |
9.7+ 0.6 |
0.63 + 0.04 |
|
Больные ГЭ: |
||||
Судорожная форма с течением: |
||||
Легким |
10 |
10.6 + 0.2 |
1.92 + 0.21 |
|
Среднетяжелым |
15 |
11.5 + 0.7 |
||
Тяжелым |
15 |
13.5 + 0.9 |
||
Абсансы |
18 |
13.1 + 0.8 |
1.85 + 0.29 |
|
Больные ВГЭ с локализацией: |
||||
В левом полушарии |
||||
судорожная форма |
20 |
13.7+0.9 |
1.4 + 0.15 |
|
В правом полушарии |
||||
судорожная форма |
20 |
10.2+0.6 |
0.59 + 0.07 |
Характерное для эпилепсии усиление левополушарного доминирования ПСКБ в начале происходило за счет МпКК, а по мере прогрессирования - за счет МпКК, так и ВпКК.
Таким образом, полученные данные позволили считать левое полушарие ведущим в генезе генерализованных судорожных припадков. Регуляторные изменения эпилептогенеза в сторону его усиления характеризуются повышением функциональной активности в левой гемисфере, особенно в передних ее отделах. Это подтверждали сравнение функционального состояния корковых структур по данным ПСКБ и внутри- и межполушарных КК в пред- и послеприступный период. В период до припадка возрастало ПСКБ, возрастало доминирование ВпКК, возрастало МПКК левого полушария в лобных и центральных отделах, в период после приступа снижалось ПСКБ за счет МпК левого полушария.
Межполушарная асимметрия ПСКБ (Кас) выявила достоверные различия в группе больных эпиелпсией и здоровых (Табл.1). У 85% больных Кас превышал 0.87, а в визуальной ЭЭГ при этом отсутствовала эпилептическая активность.
В качестве показателя, отражающего оценить степень усиления эпилептической активности были исследованы топографические карты распределения спектральной мощности в медленноволновом диапазоне (от 0.5 до 7.25 Гц), который как ранее было показано [Селицкий Г.В., 1990] отражает высокую степень генерализации у больных с абсансной формой эпилепсии. В нашей работе было получено, что у больных с вторично генерализованной эпилепсией в очагом в левом или правом полушарии головного мозга и в группе с генерализованной эпилепсией усредненные данные топографических карт, отражающих разницу (гипервентиляция-фон) спектральной мощности в медленноволновом диапазоне (0.5 - 7.25 Гц) имеют совершенно различную (p < 0.05) топографическую картину. Однонаправленное повышение спектральной мощности и площади е увеличения в медленноволновом диапазоне (ППСМ) под влиянием гипервентиляции отмечали при нарастании тяжести эпилепсии, что рассматривалось как усиление процессов генерализации эпилептической активности. Генерализованная форма и вторично генерализованная формы с левополушарным очагом характеризуются преобладанием пространственной плотности спектральной мощности корковых биопотенциалов в медленноволновом диапазоне в структурах левого полушария, и вторично генерализованная с правополушарным очагом - в структурах правого.
Исследование эпилептических очагов в предпароксизмальный и постпароксизмальный периоды выявило триггирующую роль левого полушария. Нами показано, что триггирующий эпилептогенез левополушарный механизм связан с заднелобными, центральными и височными корковыми областями. Управляющим воздействием на этот механизм служит активность эпилептического очага. При левосторонней латерализации очага он «включается» непосредственно, при генерализованной эпилепсии и правосторонней латерализации очага связь с триггирующим механизмом происходит опосредованно через вторичный очаг.
Предполагается двойственная роль левополушарного триггирующего механизма: а) «включение», а также «выключение» процессов генерализации эпилептической активности; б) воздействие на уровни функционирования эпилептических систем. Выявлена нейродинамическая связь лобных областей правого полушария с механизмом торможения эпилептогенеза.
Представляют интерес данные о более низком уровне эмоционально- личностных расстройств по шкале СМИЛ (Рис. 1) у больных с генерализованной по сравнению с вторично-генерализованной эпилепсией и практически недостоверные различия по ряду шкал с группой здоровых испытуемых. Это свидетельствует о том, что корковый уровень регуляции эмоционально-личностных расстройств подвержен большему воздействию эпилептогенной системы, чем при генерализованной эпилепсии.
Рис. 1. Средние показатели теста СМИЛ (в баллах) эмоционально-личностных особенностей больных и здоровых: ВГЭ (1-с ЛП очагом, 2 -с ПП очагом), 3 - с генерализованной эпилепсией, 4 - здоровых. Шкалы: 1-шкала ипохондрии, 2 - депрессии, 3 -истерии, 4- психастении, 5- психопатии, 6 - тревожности, 7 - аутизма, 8- гипомании.
Однако уровень когнитивных расстройств в группе генерализованной и вторично генерализованной эпилепсии изменялся по мере нарастания болезни: ухудшалось выполнение заданий (достоверность различий между группами и с группой здоровых испытуемых - p<0.05 по критерию Стьюдента) по тестам, анализирующим память, внимание, мышление, нейродинамику психических процессов. В наиболее тяжелых случаях отмечали торможение психической деятельности, дефект в обобщении и планировании при решении задач, т.е. по мере прогрессирования эпилепсии повышается когнитивная лобная дефицитарность. Таким образом, длительное включение в эпилептический процесс переднелобных областей левого полушария приводит к истощению задействованных областей в реализации интегративных управляющих влияний на когнитивную деятельность.
2. Функциональные взаимодействия лобных и теменных областей
Исследовали группу здоровых - 17 чел. (от 18 до 34 лет), а также больных эпилепсией (вторично-генерализованной) (от 16 до 34 лет и длительностью заболевания от 2 до 19 лет). Было сформировано 4 группы больных (правшей): I - с очагом в правой лобной области (11 чел.); П - с очагом в левой теменной области (8 чел.); Ш - с очагом в левой лобной области (10 чел.); IY - с очагом в правой теменной области (9 чел.), Анализировали функциональные диагональные взаимодействия полушарий при переработке различной информации у больных с эпилепсией с различной локализацией и латерализацией эпилептического очага. Психологическое обследование включало: 1) компьютерный тест СМИЛ, оценивающий личность по основным психиатрическим шкалам (депрессии, ипохондрии, истерии, психастении, психопатии, тревожности, аутизма, гипомании); 2) тест Спилбергера на личностную и ситуативную тревогу; 3) комплексную нейропсихологическую оценку; 4) 12 психологических тестов, определяющих степень нарушения высших психических функций.
По мнению Т.А. Доброхотовой [2001], в рамках одной нозологической формы можно различать две эпилепсии - "левополушарную" и "правополушарную", которые имеют определенные клинические проявления. Однако, мы встретились с перемещением стороны эпилептогенно манифестирующего полушария, чаще всего при расположении эпилептического очагa, в лобных или теменных областях. Так, при наличии очагов правополушарной лобной локализации в некоторых случаях выявляли и особенности, свойственные левополушарным очагам с теменной локализацией. Эти картины касались клинических характеристик пароксизмов, эффективности назначаемых препаратов, изменения высших функций мозга. Таким образом, при наличии клинических и четких биоэлектрических данных, указывающих на заинтересованность переднелобной области справа наблюдался функциональный перекрест: картина пароксизма и психологический анализ выявляли заинтересованность и левой гемисферы, а точнее - ее теменной области. I группа характеризовалась повышением настроения, эмоциональной лабильностью, некритичностью к своему состоянию, речевым многословием, демонстративностью, агрессивностью. Незначительная социальная дезадаптация, конфликтность выявлялись и по СМИЛ (Рис. 2) (6 и 8 шкала), а также снижение тревожности (7 шкала) и по тесту Спилбергера до 38 баллов. У 4 из 11 больных в анамнезе отмечались суицидальные попытки, связанные с резкими приступами депрессии (снижение функций правой лобной области), однако, кроме того, отмечалось ухудшение выполнения пространственных тестов, объясняется снижением психологических функций теменных областей левого полушария, связанных с пространственным анализом и синтезом. Таким образом, в характеристике I-й группы наблюдались нарушения функции правой лобной области, а также левой теменной. Усредненные данные по I группе больных (p< 0.05) по фоновой регистрации спектральной мощности выявили высокие уровни в дельта-диапазоне как в передне-лобной области правого полушария, так и в теменной левого. Между этими областями по дельта-диапазону определялась и высокая когерентность. Усредненные данные (р<0.05) по спектральной мощности и когерентности по отдельным больным (4 пациента) позволили отметить тенденцию к формированию зоны повышения низкочастотной спектральной мощности (дельта- и тета-диапазоны) также и в теменной области правого полушария. Таким образом, учитывая корреляцию изменения биоэлектрических процессов в лобных областях правого полушария и теменных левого можно интерпретировать как функциональное взаимодействие.
У больных II гр. предпароксизмальные проявления, а также начало развития приступа локализовалось в правом полушарии. В характеристике эмоционально-личностной сферы этой группы больных выявлено снижение настроения, астеничность, безинициативность, повышенная критичность, замедленность движений, скудная речь. В профиле СМИЛ выявили повышение депрессии (2 шкала) и тревожности (7) при одновременном нарастании показателей истерии (3) и аутизма, конфликтности ( 8). По тесту Спилбергера отмечалось повышение личностной тревоги до 62 баллов. Значит, сочетание "правополушарных" и "левополушарных" свойств личности, выявленным и по батарее других тестов, было характерно для больных II группы. Усредненные по II гр. больных данные (р<0.05) по спектральной мощности в дельта-диапазоне показали ее нарастание в теменной области левого полушария и в меньшей степени - в лобной правого. Когерентный анализ во II группе больных подтверждал схожесть процессов в дельта - диапазоне этих областей. В большинстве случаев в задне-лобной и центральной областях левого полушария также отмечали повышение спектральной мощности и когерентности в низко-частотном диапазоне по усредненным данным (р<0.05) отдельных больных.
Таким образом, кроме выявленного межполушарного взаимодействия - левые теменные области» и правые лобные, регистрировалась активность в левых задне- лобных и центральных областях, которые рассматриваются как триггирующие эпилептогенез. В III гр. характеристики пароксизмальных проявлений и данные психологического анализа свидетельствовали о заинтересованности в эпилептическом процессе и теменных областей правого полушария. В структуре психических функций отмечалось нарушение динамики протекания процессов: выраженное нарушение внимания, ошибки в решении вербально-логических задач, запоминание, снижение мышления и обобщения и др. (всего по 12 тестам). Выявленная группа симптомов свидетельствовала о локализации очага в правой передне-лобной области. О функциональном вовлечении теменной областей правого полушария судили по снижению показателям пространственно-образного мышления и пространственной ориентировки. Анализ по Ш группе больных усредненных данных (р<0.05) спектральной мощности способствовал выделению топографически более обширных зон ее повышения (в сопоставлении с I и II группами) по дельта-диапазону, особенно в левом полушарии. Усредненные данные (р<0.05) по Ш группе больных с использованием когерентного анализа подтверждал взаимосвязь процессов между лобными областями левого полушария и теменными правого.
Рис.2. Средние показатели теста СМИЛ (в баллах) эмоционально-личностных особенностей больных и здоровых: 1- здоровые лица, 2 - I группа пациентов, 3 - II группа , 4 - III группа, 5 - IY группа. Шкалы: 1-шкала ипохондрии, 2 - депрессии, 3 -истерии, 4- психастении, 5 - психопатии, 6 - тревожности, 7 - аутизма, 8 - гипомании.
У больных IY гpуппы по предприступным и начальным приступным проявлениям и данным психологического исследования выявляли заинтересованность в эпилептическом процессе также и левой лобной области. Основными особенностями IY гр. было некоторое снижение пространственного мышления (ошибки в тесте перевернутые кубики, тесте Равена, «слепые часы», «слепые компасы»), что свидетельствовало о заинтересованности правой теменной области. Основным отличием IY гр. от II было отсутствие элементов семантической афгани, нарушений толкования метафор и пословиц, В то же время в структуре эмоционально-личностных нарушений IY гpуппы характеризовалась вовлечением в патологический процесс передних отделов левого полушария: значительное повышение по 2 и 7 шкале СМИЛ (тревожно-невротический тип личности, повышение тревоги по Спилбергеру), снижение динамики и темпа психической деятельности, снижение обобщения по типу «лобного», что и позволило сделать заключение о функциональном включении в процесс левой лобной области. По данным по спектральной мощности у больных IY гpуппы усредненные выявляли достоверное повышение (р<0.05) в тета 1-диапазоне в теменной, височной и частично затылочной областях справа, а также в лобной - слева. Высокие уровни когерентности (p<0.05) в этом диапазоне преобладали в теменной области справа и заднелобных обоих полушарий. Полученные данные о взаимодействии правых теменных и левых лобных областей в более высоких частотных полосах, в отличие от отмеченных у больных I-III групп, вероятно, определяются особенностями взаимодействием правых теменных областей с нижележащими образованиями. В группе здоровых усредненные данные характеризовали типичное распределение максимумов спектральной мощности в частотных диапазонах и их топографическое расположение в сочетании с уровнями когерентности (максимальными в симметричных отведениях передних областей). Представленные нами результаты о функциональном взаимодействии лобных и теменных областей разноименных полушарий при эпилептогенном очаге позволяют обосновать и ряд клинических наблюдений, вводимых в разряд исключений - образование вторичных очагов незеркального характера, неэффективность фармакологических воздействий в типичных случаях, гетеронимная эпилептическому очагу клиническая картина.
3. Интегративное взаимодействие корковых областей полушарий головного мозга при различных эмоциональных состояниях
I группу составляли здоровые испытуемые с выявляемыми пограничными расстройствами в эмоциональной сфере (деперсонализация) (без психических расстройств, состояние после острого или хронического стресса) (42 чел., 26 -37 лет), II - практически здоровые испытуемые (46 чел., того же возраста). Предметом нашего исследования было изучение взаимосвязи функциональной активности мозга и психологических процессов у больных с состоянием деперсонализации, депрессии и у здоровых (без изменения эмоционального состояния). Полученные данные позволяют лучше понять функциональную организацию роли полушарий и отдельных его областей в реализации эмоций.
Подобные документы
Соотношения профиля межполушарной асимметрии, эмоциональной сферы личности в норме, при локальных поражениях мозга и при шизофрении. Экспериментальное исследование эмоциональной сферы у больных шизофренией с разным профилем межполушарной асимметрии.
курсовая работа [48,8 K], добавлен 08.01.2012Сущностные характеристики нейрональной активности и исследование активности нейронов головного мозга. Анализ электроэнцефалографии, которая занимается оценкой биопотенциалов, возникающих при возбуждении мозговых клеток. Процесс магнитоэнцефалографии.
контрольная работа [296,9 K], добавлен 25.09.2011Топографическая анатомия головного мозга: оболочки, желудочки мозга, границы долей, система кровоснабжения. Гистологическая классификация внутричерепных опухолей. Характеристика основных методик оперативного вмешательства на головном мозге при опухолях.
курсовая работа [6,2 M], добавлен 13.11.2011История исследований функциональной асимметрии мозга. Понятие межполушарной асимметрии (латерализации) большого мозга. Функциональные особенности полушарий. Виды функциональных асимметрий. Результаты тестирования на определение двигательной асимметрии.
реферат [39,7 K], добавлен 18.05.2014Потребление головным мозгом кислорода, глюкозы. Аэробное окисление глюкозы в головном мозге и механизмы его регуляции. Цикл трикарбоновых кислот и механизмы, контролирующие его скорость в мозге. Энергообеспечение специфических функций нервной ткани.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.08.2009Автономная (базальная) саморегуляция активности эндокринной функции. Взаимодействие между гипофизом и железами-мишенями. Механизмы компенсации нарушенной функции эндокринной железы. Патологические процессы в железе – эндокринопатии, их классификация.
реферат [26,0 K], добавлен 13.04.2009Понятие межполушарной асимметрии. Краткая история изучения проблемы, критика теории доминантного полушария. Доминантность полушарий головного мозга и психические функции. Межполушарное взаимодействие как основа осуществления высших психических функций.
реферат [15,0 K], добавлен 18.12.2010"Центры сна" в головном мозге человека, их расположение и факторы, влияющие на функционирование, общая характеристика. Особенности и механизмы протекания медленной и быстрой фазы сна, их специфические признаки и значение в жизнедеятельности человека.
реферат [15,2 K], добавлен 09.06.2014Получение изображения внутренних структур тела человека при помощи магнитно-резонансного томографа. Воздействие магнитного поля и радиочастотного импульса на протоны ядер водорода. Значения индукции магнитного поля. Технические характеристики томографов.
реферат [1,5 M], добавлен 18.05.2014Кора большого мозга. Локализация функций в коре головного мозга. Функции и синдромы поражения. Первичные проекционные поля. Высшие корковые функции и методы их исследования. Различия правого и левого полушария. Способность узнавать раздражения.
реферат [25,0 K], добавлен 28.02.2011