Физиология центральной нервной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. История исследования ЦНС

2. Методы изучения работы головного мозга

3. Электрическая активность кожи

4. Показатели работы сердечно сосудистой системы

5. Показатели активности мышечной системы

6. Другие методы

Заключение

Список литературы

1. История исследования ЦНС

В 1936г., после смерти И.П. Павлова, руководство Институтом физиологии и патологии высшей нервной деятельности АН СССР было возложено на одного из его ближайших учеников и сотрудников -- академика Л.А. Орбели, который в это время заведовал в Москве Лабораторией физиологии животных, также входившей в состав Академии наук. Президиум Академии наук принял решение объединить эти физиологические учреждения в единый Физиологический институт им. акад. И.П. Павлова.

Леон Абгарович Орбели окончил Военно-медицинскую академию в 1904г., но, еще будучи слушателем третьего курса, он начал работать под руководством И.П. Павлова в Институте экспериментальной медицины. С 1908г. он полностью переходит на работу в Физиологический отдел этого института. К 1913г. относится начало работы Л.А. Орбели на кафедре физиологии Военно-медицинской академии, которую он возглавил в 1925г. после ухода из академии И. П. Павлова. Руководителем этой кафедры Л.А. Орбели являлся вплоть до 1950г. В том же 1913г. Л.А. Орбели приступил к чтению лекций на Высших курсах П.Ф. Лесгафта (позднее -- Государственный естественнонаучный институт им. П.Ф. Лесгафта), где в 1918--1920гг. организует физиологическую лабораторию, руководство которой он практически осуществлял до 1955г. В течение 1920--1930гг. Л.А. Орбели был профессором кафедры физиологии 1-го Ленинградского медицинского института. В 1936--1950гг. Л.А. Орбели возглавлял Физиологический институт им. акад. И.П. Павлова АН СССР и Институт эволюционной физиологии и патологии высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова АМН СССР, созданный на базе Биологической станции в с. Павлове В 1956г. он организовал Институт эволюционной физиологии им. И.М. Сеченова АН СССР, директором которого и являлся до своей кончины.

В 1932г. Л.А. Орбели был избран членом-корреспондентом, а в 1935г. -- действительным членом АН СССР, в 1943г. он избирается академиком АН АрмССР, а в 194 г. -- действительным членом Академии медицинских наук СССР.

Уже в ранний период научной деятельности Л.А. Орбели выявилось основное направление его исследований, которое в дальнейшем стало характерным для его школы, -- это последовательное применение принципов дарвинизма в изучении физиологических функций. Эволюционный подход к разработке различных проблем физиологии, положенный Л.А. Орбели в основу научных исканий руководимых им коллективов, привел к созданию нового, самостоятельного раздела физиологии. Л.А. Орбели, касаясь в 1956г. вопроса о дальнейшем развитии работ в этом направлении, подчеркнул, что «пришло время, чтобы эволюционный принцип не просто являлся руководящим для развития работ по физиологии, но как результат тех успехов, которые достигнуты физиологической наукой в целом, к настоящему времени возникла бы самостоятельная дисциплина -- эволюционная физиология».

Значительное место в исследованиях Л.А. Орбели и его школы занимают вопросы, связанные с изучением функций симпатической нервной системы и мозжечка. Полученный в его лабораториях обширный экспериментальный материал привел к созданию стройного учения об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы, имеющего широкое общебиологическое значение и представляющего ценность для клинической медицины. Этими исследованиями Л.А. Орбели решил также, по словам И.П. Павлова, «почти столетнюю загадку о так называемой трофической иннервации». Большое значение для клинической практики имеют и работы Л.А. Орбели по проблеме боли, к которым он неоднократно возвращался на протяжении своей научной деятельности.

Исследования Л.А. Орбели, посвященные изучению центральной нервной системы, дали возможность подойти к пониманию возникновения спинномозговых координации и позволили создать совершенно новое представление о функции мозжечка. Должны быть отмечены также работы Л.А. Орбели и его сотрудников в области физиологии органов чувств, которая ранее в нашей стране почти не разрабатывалась.

Обширный экспериментальный материал, полученный Л.А. Орбели и его сотрудниками, был изложен в книге «Лекции по физиологии нервной системы» (1934), удостоенной позже Государственной премии. В этом труде Л.А. Орбели подвел итоги многолетних исследований и обобщил свое учение об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы. В 1937г. за работы по физиологии симпатической нервной системы Президиум Академии наук СССР присудил Л.А. Орбели премию имени И.П. Павлова. Широкую известность приобрела и другая работа Л.А. Орбели -- «Вопросы высшей нервной деятельности» (1949).

Л.А. Орбели постоянно уделял большое внимание развитию исследований по проблемам специальной физиологии, особенно в области авиационной медицины и по усовершенствованию водолазного дела.

Труды Л.А. Орбели снискали широкую известность за рубежом, он являлся членом-корреспондентом Парижского биологического общества, почетным членом Лондонского физиологического общества, Нью-Йоркской академии медицины и ряда других иностранных академий и научных обществ. Свою научную, педагогическую и научно-организационную работу Л.А. Орбели постоянно сочетал с большой и разносторонней общественной деятельностью.

После кончины Л.А. Орбели Президиум Академии наук СССР учредил премию его имени, присуждаемую один раз в три года за работы в области эволюционной физиологии и физиологии вегетативной нервной системы. Впервые эта премия была присуждена в 1962г.

Организация Физиологического института им. акад. И.П. Павлова на базе Института физиологии и патологии высшей нервной деятельности и Лаборатории физиологии животных и человека была завершена в основном к концу 1936г. До перевода лаборатории из Москвы в Ленинград ее основной задачей являлось «изучение регуляции и приспособления животного и человеческого организма с эволюционной точки зрения». Под руководством Л.А. Орбели в ней работали его ближайшие ученики и сотрудники И.А. Барышников, Г.В. Гершуни, А.Г. Гинецинский, ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ АКАД. И.П. ПАВЛОВА АКАДЕМИИ НАУК СССР (1936--1950 гг.), А.В. Тонких, Е.А. Моисеев и др. Это обусловило привнесение в проблематику научных работ нового физиологического института эволюционной базы, позволило значительно расширить общий фронт физиологических исследований. В Институте, штат которого возрос до 81 человека (в том числе 42 научных сотрудника), были образованы два сектора -- высшей нервной деятельности и эволюционной физиологии.

Общее направление исследований, выполнявшихся в лабораториях Института в 1937--1941 гг., может быть условно разделено на две части. Были продолжены начатые еще при жизни И.П. Павлова работы, посвященные изучению соотношения процессов торможения и возбуждения в коре больших полушарий головного мозга, типов нервной системы. Получили значительное развитие исследования по физиологии органов чувств и отдельные вопросы сравнительной физиологии высшей нервной деятельности. В то же время в секторе эволюционной физиологии были развернуты научные работы, посвященные выяснению роли вегетативной нервной системы в регуляции функционального состояния органов и тканей, изучению регенеративных возможностей нервной системы, вопросам рецепторной функции животного организма. Исследовались также химическая природа передачи нервного импульса, эволюция локомоторного акта и водно-солевого обмена. Характеризуя план научной работы Физиологического института, академик Л.А. Орбели подчеркивал, что исследования, предпринятые в его лабораториях, направлены преимущественно на то, чтобы «установить известные зависимости между характером нервной деятельности и типом нервной системы данного изучаемого объекта, с одной стороны, и его соматическими особенностями -- с другой».

С начала войны сотрудники Физиологического института в значительной степени перестроили свою работу, подчинив ее в первую очередь нуждам обороны страны. Директор Института акад. Л.А. Орбели, бывший в этот ответственный период вице-президентом Академии наук СССР, возглавил обширный комплекс научно-исследовательских работ, связанных с военной медициной. Под его руководством находящиеся в эвакуации биологические учреждения Академии наук решали насущные проблемы науки, непосредственно касающиеся таких важных задач военного времени, как производство новых лекарственных препаратов, витаминов, организация питания и т. д.

Физиологический институт был эвакуирован в Казань. Находясь в сложных условиях из-за недостатка помещений и лабораторного оборудования, его коллектив сумел продолжить научные исследования по многим направлениям физиологии. Значительная часть работ выполнялась на базе различных госпиталей, причем научная работа успешно сочеталась с лечебной помощью, которую сотрудники Института -- врачи оказывали раненым.

Тематика исследований, выполнявшихся в эти годы в лабораториях Института, имела выраженную практическую направленность. Так, например, для авиационной медицины большое значение имели исследования А.Г. Гинецинского и 3.И. Барбашевой, посвященные разработке теории тканевой акклиматизации к гипоксии. Успешно решался и вопрос о применении летчиками фенамина для борьбы с утомлением. Г.В. Гершуни с сотрудниками проводил изучение бинаурального слуха при проникающих черепно-мозговых ранениях, А.В. Тонких исследовала способы предотвращения токсического отека легких. Л.А. Орбели, Н.И. Михельсон и Е.А. Моисеев выполнили работу, направленную на выяснение условий образования отека мозга и разработку мер борьбы с ним. Существенное практическое значение имели также исследования А.В. Тонких и Е.А. Моисеева, посвященные изучению механизмов экспериментальных пневмоний, и многие другие.

Сотрудники Физиологического института, оставшиеся в осажденном Ленинграде, в исключительно тяжелых условиях блокады также не прекращали научной работы. Выполняя задания оборонного характера, они продолжали исследования и по своей основной научной тематике.

После окончания Великой Отечественной войны Президиум Академии наук СССР уделил специальное внимание восстановлению и дальнейшему развитию исследований в области физиологии. В 1946г. были утверждены новая структура и направления научных работ Физиологического института, предусматривавшие значительное расширение круга вопросов, составлявших до этого времени проблематику исследований, выполнявшихся в его стенах. Две лаборатории -- условных рефлексов и патологии высшей нервной деятельности -- продолжили разработку павловского учения о высшей нервной деятельности; лаборатория вегетативной нервной системы сконцентрировала свое внимание на выяснении адаптационно-трофической функции вегетативной нервной системы; в лаборатории нервно-мышечной физиологии исследовались вопросы эволюции нервно-мышечного аппарата. Проблема связи между нервными и эндокринными факторами регуляции функций организма заняла ведущее положение в работе лаборатории нейрогуморальной регуляции, а в лаборатории сравнительной физиологии развернулись исследования, посвященные эволюции физиологических процессов, главным образом дыхания и транспорта кислорода.

Под общим руководством акад. Л.А. Орбели коллектив Физиологического института выполнил на протяжении 1936--1950 гг. значительное число важных исследований, способствовавших развитию многих направлений отечественной физиологической науки.

В лабораториях, возглавлявшихся проф. В.В. Строгановым и проф. М.К. Петровой, изучались закономерности высшей нервной деятельности в норме и патологии. Методом условных рефлексов проводился тщательный анализ взаимодействий между процессами возбуждения и торможения, причем особое внимание обращалось на типологические различия этих взаимодействий, на их зависимость от процессов тренировки, внешних условий и фармакологических факторов. Изучались особенности образования и развития условных рефлексов на синтетические раздражители, выяснялось влияние и роль лобных долей головного мозга в процессах высшей нервной деятельности, исследовалась взаимосвязь между различными компонентами условной реакции (дыхательными, сердечными и др.). Значительное внимание уделялось изучению влияния симпатической нервной системы, промежуточного мозга, эндокринных желез, и в частности гипофиза, на секреторные и двигательные условные рефлексы, а также влияния мозжечка на образования интероцептивных временных связей. Было показано, что симпатическая нервная система и ее центральный регуляторный аппарат -- гипоталамус оказывают несомненное влияние на типологические особенности высшей нервной деятельности.

Развитие идей И.П. Павлова в области патологии высшей нервной деятельности позволило выяснить механизмы возникновения патологических состояний нервной системы в результате различных конфликтных ситуаций и перенапряжений.

Работами школы Л.А. Орбели в области изучения эволюции высшей нервной деятельности была установлена определенная направленность эволюции нервно-мышечной функции -- от процессов недифференцированных, медлительных, расплывчатых к процессам дифференцированным, ускоренным, уточненным. Это было подтверждено в лаборатории чл.-корр. АМН СССР А.Г. Гинецинского при исследовании онтогенетического развития как нервно-мышечного аппарата, так и некоторых проявлений активности головного мозга. Здесь было положено также начало систематическому изучению взаимоотношений различных отделов нервной системы в филогенезе.

Развитие учения И.П. Павлова о второй сигнальной системе проводилось в плане разработки физиологического понимания генезиса речи, изучения возникновения и развития второй сигнальной системы у детей. Была показана последовательность появления различных безусловных и условных реакций у ребенка начиная с первых дней жизни. Выяснена также относительная роль разных типов внешних раздражителей в формировании речи и установлены особенности окружающей ребенка обстановки, оказывающие влияние на скорость и качество формирования речи ребенка.

В связи с разработкой проблем физиологии органов чувств (анализаторных систем) в лаборатории проф. Г.В. Гершуни было предпринято изучение объективных процессов, происходящих в головном мозге человека, в сопоставлении с сопровождающими их субъективными ощущениями. Был установлен ряд фактов, характеризующих участие высших отделов нервной системы, а не только органов чувств, в возникновении даже элементарных ощущений. В частности, было выяснено существование и значение «субсенсорных реакций», т. е. реакций, объективно регистрируемых по активности мозга, но не сопровождающихся субъективным ощущением.

В лаборатории проф. А.В. Тонких получил дальнейшее развитие проблемы эволюции адаптационно-трофической функции нервной системы. Здесь исследовалась возможность гуморального воздействия центральной нервной системы на различные органы, изучалась эволюция функциональных возможностей мозжечка и больших полушарий головного мозга, выяснялась роль вегетативной нервной системы в кроветворении. В связи с этими работами в лаборатории проф. Л.Я. Пинеса проводились морфологические исследования нервной системы, посвященные изучению локализации гипоталамических центров, регулирующих кровяное давление, вегетативных связей мозжечка и др.

Специальное внимание, особенно в 1946--1950 гг., уделялось в Институте развертыванию работ по эволюции эндокринной системы (под руководством А.В. Тонких и Е.А. Моисеева). Было предпринято изучение пределов проницаемости ультрафиолетовой микроскопии в гистофизиологическом исследовании эндокринных органов и выполнен ряд работ, посвященных регуляторной деятельности гипофиза, адреналовой системы и др. нервный головной мозг кожа

Ознакомление с материалами деятельности лаборатории Физиологического института позволяет отметить органическую связь тематики биохимической и биофизической лабораторий с работами физиологических лабораторий. Такая организация научной работы способствовала разработке физико-химических основ элементарных физиологических явлений с учетом основных представлений физиологии.

Таковы, в самых общих чертах, основные направления и тематика работ, выполнявшихся в стенах Физиологического института им. акад. И.П. Павлова в период с 1936 по 1950г.

2. Методы изучения работы головного мозга

Электроэнцефалография относится к наиболее распространенным электрофизиологическим методам исследования ЦНС. Суть ее заключается в регистрации ритмических изменений потенциалов определенных областей коры большого мозга между двумя активными электродами (биполярный способ) или активным электродом в определенной зоне коры и пассивным, наложенным на удаленную от мозга область. Электроэнцефалография-метод регистрации и анализа электроэнцефалограммы( ЭЭГ).

Электроэнцефалограмма - это кривая регистрации суммарного потенциала постоянно меняющейся биоэлектрической активности значительной группы нервных клеток. В эту сумму входят синаптические потенциалы и отчасти потенциалы действия нейронов и нервных волокон. Суммарную биоэлектрическую активность регистрируют в диапазоне от 1 до 50 Гц с электродов, расположенных на коже головы. Та же активность от электродов на поверхности коры мозга называется электрокортикограммой. При анализе ЭЭГ учитывают частоту, амплитуду, форму отдельных волн и повторяемость определенных групп волн.

Амплитуда измеряется как расстояние от базовой линии до пика волны. На практике, ввиду трудности определения базовой линии, используют измерение амплитуды от пика до пика.

Под частотой понимается число полных циклов, совершаемых волной за 1 секунду. Этот показатель измеряется в герцах. Величина обратная частоте, называется периодом волны. На ЭЭГ регистрируется 4 основных физиологических ритма: Ь -, в -, и -. и д - ритмы.

ў - ритм имеет частоту 8-12 Гц, амплитуду от 50 до 70 мкВ. Он преобладает у 85-95% здоровых людей старше девятилетнего возраста (кроме слепорожденных) в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами и наблюдается преимущественно в затылочных и теменных областях. Если он доминирует, то ЭЭГ рассматривается как синхронизированная.

к - ритм, отмечаемый при наложении электродов в височном отведении, имеющий частоту 8-12 Гц и амплитуду около 45 мкВ.

Реакцией синхронизации называется увеличение амплитуды и снижение частоты ЭЭГ. Механизм синхронизации ЭЭГ связан с деятельностью выходных ядер таламуса. Вариантом Ь- ритма являются «веретена сна» длительностью 2-8 секунд, которые наблюдаются при засыпании и представляют собой регулярные чередования нарастания и снижения амплитуды волн в частотах Ь - ритма.

Ритмами той же частоты являются:

м - ритм, регистрируемый в роландовой борозде, имеющий аркообразную или гребневидную форму волны с частотой 7-11 Гц и амплитуду около 45 мкВ;

в - ритм имеет частоту от 14 до 30 Гц и низкую амплитуду - от 25 до 30 мкВ. Он сменяет Ь - ритм при сенсорной стимуляции и при эмоциональном возбуждении. в- ритм наиболее выражен в прецентральных и фронтальных областях и отражает высокий уровень функциональной активности головного мозга. Смена Ь - ритма (медленной активности) в - ритмом (быстрой низкоамплитудной активностью) называется десинхронизацией ЭЭГ и объясняется активирующим влиянием на кору больших полушарий ретикулярной формации ствола и лимбической системы.

и - ритм имеет частоту от 3,5 до 7,5 Гц, амплитуду до от 5 до 200 мкВ. У бодрствующего человека и - ритм регистрируется обычно в передних областях мозга при длительном эмоциональном напряжении и почти всегда регистрируется в процессе развития фаз медленноволнового сна. Отчетливо регистрируется у детей, пребывающих в состоянии неудовольствия. Происхождение и - ритма связывают с активностью мостовой синхронизирующей системы.

д - ритм имеет частоту 0,5-3,5 Гц, амплитуду от 20 до 300 мкВ. Эпизодически регистрируется во всех областях головного мозга. Появление этого ритма у бодрствующего человека свидетельствует о снижении функциональной активности мозга. Стабильно фиксируется во время глубокого медленноволнового сна. Происхождение д - ритма ЭЭГ связывают с активностью бульбарной синхронизирующей системы.

г - волны имеют частоту более 30 Гц и амплитуду около 2 мкВ. Локализуются в прецентральных, фронтальных, височных, теменных областях мозга.

При визуальном анализе ЭЭГ обычно определяют два показателя - длительность Ь - ритма и блокада Ь - ритма, которая фиксируется при предъявлении испытуемому того или иного раздражителя. Кроме этого на ЭЭГ есть особые волны, отличающиеся от фоновых. К ним относят: К-комплекс, л - волны, м - ритм, спайк, острая волна.

К - комплекс - это сочетание медленной волны с острой волной, вслед за которыми идут волны частотой около 14 Гц. К-комплекс возникает во время сна или спонтанно у бодрствующего человека. Максимальная амплитуда отмечается в вертексе и обычно не превышает 200 мкВ

Л - волны - монофазные положительные острые волны, возникающие в окципитальной области, связанные с движением глаз. Их амплитуда меньше 50 мкВ, частота - 12-14 Гц.

М - ритм - группа аркообразных и гребневидных волн частотой 7-11 Гц и амплитудой меньше 50 мкВ. Регистрируются в центральных областях коры (роландова борозда) и блокируется тактильной стимуляцией или двигательной активностью.

Спайк - волна, четко отличающаяся от фоновой активности, с выраженным пиком длительностью от 20 до 70 мс. Первичный компонент ее обычно является негативным. Спайк- медленная волна - последовательность поверхностно негативных медленных волн с частотой 2,5-3,5 Гц, каждая из которых ассоциируется со спайком.

Острая волна - волна, отличающаяся от фоновой активности с подчеркнутым пиком длительностью 70-200 мс. При малейшем привлечении внимания к стимулу развивается десинхронизация ЭЭГ - реакция блокады Ь - ритма. Хорошо выраженный Ь - ритм - показатель покоя организма. Более сильная реакция активации выражается не только в блокаде Ь - ритма, но и в усилении высокочастотных составляющих ЭЭГ: в - и г - активности. Падение уровня функционального состояния выражается в уменьшении доли высокочастотных составляющих и росте амплитуды у более медленных ритмов - и- и д- колебаний.

Электроэнцефалограмма ребенку проводится без сложных подготовок. Если он принимал транквилизаторы, седативные средства, а также противосудорожные медпрепараты, их использование отменяется. За 24 часа до процедуры противопоказан шоколад, чай. Поесть следует за час до обследования. Проводить диагностику следует на чисто вымытую голову, волосы должны быть распущены, без заколок, бантиков.

Для новорожденных, а также детей до года предусмотрена диагностика во сне. Старших детей стоит эмоционально подготовить к процедуре, рассказать, зачем ее проводят и что все, что предстоит малышу - это одеть специальную шапочку. Для детей самым важным моментом считается психологическая подготовка и поддержка родителей.

Проводиться исследование должно в спокойной обстановке, поэтому разрешено брать с собой любимую игрушку. Длится процедура 30 мин. Пациент занимает на кушетке положение полулежа внутри звуко-, светонепроницаемой комнаты. На голову одевают шапочку, к которой крепятся электроды. Шапочка может иметь вид шлема или сеточки. Ребенок должен быть полностью расслаблен. иначе результаты исследования будут искажены.

Биотоки, протекающие в электродах неспособны нанести вред ребенку. Оборудование для проведения диагностики в обязательном порядке заземляется. Датчики обрабатываются специальным гелем, физраствором или водой, а затем их налаживает доктор.

В ходе исследования врач проводит следующие пробы:

с открыванием, закрыванием глаз. Действия выполняются по команде доктора;

с гипервентиляцией (выполнение глубоких, но редких вдохов-выдохов). Этот метод позволяет обнаружить опухоли мозга, скрытую форму эпилепсии, хронический стресс;

с фотостимуляцией (суть методики в ярких вспышках лампочки, которые выполняются в определенном ритме. Глаза пациента во время процедуры закрыты). Проба необходима для оценивания адекватности психомоторного, речевого развития крохи, определения эпилептической активности.

Также во время ЭЭГ возможно воздействие звуковыми стимулами. Доктор может проводить психологические тесты.

Магнитоэнцефалография (МЭГ) -регистрация параметров магнитного поля организма человека и животных. При помощи магнитоэнцефалографии можно регистрировать основные ритмы ЭЭГ и вызванные потенциалы. Запись этих параметров осуществляется с помощью сверхпроводящих квантовых интерференциальных датчиков в специальной камере, изолирующей магнитные поля мозга от более сильных внешних полей. Метод обладает рядом преимуществ перед регистрацией традиционной электроэнцефалограммы. Так, вследствие того, что используется большое количество датчиков, легко получается пространственная картина распределения электромагнитных полей.

Метод вызванных потенциалов: Специфическая активность, связанная со стимулом, называется вызванным потенциалом. У человека - это регистрация колебания электрической активности, возникающего на ЭЭГ при однократном раздражении периферических рецепторов (зрительных, слуховых, тактильных). У животных раздражают также афферентные пути и центры переключения афферентной импульсации. Амплитуда их обычно невелика, поэтому для эффективного выделения вызванных потенциалов применяют прием компьютерного суммирования и усреднения участков ЭЭГ, которое записалось при повторном предъявлении стимула. Вызванный потенциал состоит из последовательности отрицательных и положительных отклонений от основной линии и длится около 300 мс после окончания действия стимула. У вызванного потенциала определяют амплитуду и латентный период. Часть компонентов вызванного потенциала, которые отражают поступление в кору афферентных возбуждений через специфические ядра таламуса, и имеют короткий латентный период, называются первичным ответом. Они регистрируются в корковых проекционных зонах тех или иных периферических рецепторных зон. Более поздние компоненты, которые поступают в кору через ретикулярную формацию ствола, неспецифические ядра таламуса и лимбической системы и имеют более длительный латентный период, называются вторичными ответами. Вторичные ответы, в отличие от первичных, регистрируются не только в первичных проекционных зонах, но и в других областях мозга, связанных между собой горизонтальными и вертикальными нервными путями. Один и тот же вызванный потенциал может быть обусловлен многими психологическими процессами, а одни и те же психические процессы могут быть связаны с разными вызванными потенциалами.

ТКЭАМ-топографическое картирование электрической активности мозга- область электрофизиологии, оперирующая с множеством количественных методов анализа электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов, Широкое применение этого метода стало возможным при появлении относительно недорогих и быстродействующих персональных компьютеров. Топографическое картирование существенным образом повышает эффективность ЭЭГ метода. ТКЭАМ позволяет очень тонко и дифференцировано анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с видами выполняемой испытуемым психологической деятельности.

Томографические методы: Томография - основана на получении отображения срезов мозга с помощью специальных техник. Идея этого метода была предложена Дж.Родоном (1927) , который показал, что структуру объекта можно восстановить по совокупности его проекций, а сам объект может быть описан множеством своих проекций.

Компьютерная томография КТ) - это современный метод, позволяющий визуализировать особенности строения мозга человека с помощью компьютера и рентгеновской установки. Этот метод дает точное и детальное изображение малейших изменений плотности мозгового вещества. При компьютерной томографии через мозг пропускается тонкий пучок рентгеновских лучей, источник которого вращается вокруг головы в заданной плоскости; прошедшее через череп излучение измеряется сцинтилляционным счетчиком. Таким образом, получают рентгенографические изображения каждого участка мозга с различных точек. Затем с помощью компьютерной программы по этим данным рассчитывают радиационную плотность ткани в каждой точке исследуемой плоскости. В результате получают высококонтрастное изображение среза мозга в данной плоскости.

Позитронно-эмисионная томография - метод, который позволяет оценить метаболическую активность в различных участках мозга.

Испытуемый глотает радиоактивное соединение, позволяющее проследить изменения кровотока в том или ином отделе мозга, что косвенно указывает на уровень метаболической активности в нем. Суть метода заключается в том, что каждый позитрон, испускаемый радиоактивным соединением, сталкивается с электроном; при этом обе частицы взаимоуничтожаются с испусканием двух г-лучей под углом 180°. Эти улавливаются фотодетекторами, расположенными вокруг головы, причем их регистрация происходит лишь тогда, когда два детектора, расположенные друг против друга возбуждаются одновременно. На основании полученных данных строится изображение в соответствующей плоскости, которое отражает радиоактивности разных участков исследуемого объема ткани мозга.

Ядерно- (ЯМР-томография) позволяет визуализировать строение мозга без применения рентгеновских лучей и радиоактивных соединений. Вокруг головы испытуемого создается очень сильное магнитное поле, которое воздействует на ядра атомов водорода, имеющих внутреннее вращение. В обычных условиях оси вращения каждого ядра имеют случайное направление.

В магнитном поле они меняют ориентацию в соответствии с силовыми линиями этого поля.

Выключение поля ведет к тому, что атомы утрачивают единое направление осей вращения и вследствие этого излучают энергию. Эту энергию фиксирует датчик, а информация передается на компьютер. Цикл воздействия магнитного поля повторяется много раз и в результате на компьютере создается послойное изображение мозга испытуемого.

Метод регистрации нервных клеток: Импульсная активность отдельных нейронов или группы нейронов может оцениваться лишь у животных и в отдельных случаях у людей во время оперативного вмешательства на мозге. Для регистрации нейронной импульсной активности головного мозга человека используются микроэлектроды с диаметром кончиков 0,5-10 мкм. Они могут быть выполнены из нержавеющей стали, вольфрама, платиноиридиевых сплавов или золота. Электроды вводятся в мозг с помощью специальных микроманипуляторов, позволяющих точно подводить электрод к нужному месту. Электрическая активность отдельного нейрона имеет определенный ритм, который закономерно изменяется при различных функциональных состояниях. Электрическая активность группы нейронов обладает сложной структурой и на нейрограмме выглядит как суммарная активность многих нейронов, возбуждающихся в разное время, различающихся по амплитуде, частоте и фазе. Полученные данные обрабатываются автоматически по специальным программам.

Возрастных ограничений при проведении томографии нет. Если она необходима для правильного установления диагноза и оценки степени тяжести патологических процессов, ее применяют даже новорожденным. Однако для детей грудного и дошкольного возраста существуют свои особенности -- это общий наркоз, который необходим для того, чтобы малыш лежал во время сканирования расслабленно и спокойно. Родители и врачи не могут объяснить ребенку целесообразность и необходимость процедуры в силу возраста, дети проявляют сильное беспокойство, находясь внутри аппарата, и снимки просто не получатся при малейшем шевелении. Именно это и обуславливает показания для наркоза. В школьном возрасте дети могут проходить томографию уже по классической методике. Но если это очень тревожный, нервный и беспокойный малыш, испытывающий боли или страдания, в силу которых он не может спокойно лежать, ему также будет показан наркоз.

Когда планируется магнитно-резонансная томография, задача родителей -- правильно подготовить к ней ребенка, объяснив крохе суть процедуры и правила поведения, особенности нахождения внутри аппарата. Это уменьшит тревогу и стресс, поможет ребенку проще и быстрее перенести сканирование. От этого зависит качество диагностики. Внутри томографа есть системы обратной связи, в случае проблем дети могут попросить помощи или говорить с родителями, слушать сказку.

3. Электрическая активность кожи

Электрическая активность кожи - кожно-гальваническая реакция (КГР) - определяется двумя способами. Первый представляет собой измерение кожного сопротивления, которое зависит от активности потовых желез и свойства самой кожи; второй - измерение разности потенциалов между двумя точками на поверхности кожи, не зависящей от этих характеристик. Динамические характеристики физической КГР отражают быстропротекающие процессы в ЦНС. В возникновении КГР участвуют два главных механизма: периферической (свойства кожи, в том числе активность потовых желез) и передаточный, связанный с активирующим и пусковым действием центральных структур. Наиболее эффективна КГР в сочетании с другими методами при оценке эмоционального состояния испытуемых.

Организм ребёнка отличает от взрослого функциональная незрелость корковых структур. Развитие некоторых органов и систем может продолжаться до 25 лет. У детей более тонкий слой кожи, что также необходимо учитывать при подборе мощности физиопроцедуры (например, электрофореза), так как кожа обладает малой сопротивляемостью к электрическому току. При назначении тепловых процедур необходимо учитывать несовершенство процессов терморегуляции. В пубертатный период возможно нарушение взаимной регуляции коры и подкорковых структур. Эффекты воздействия от физиопроцедур развиваются быстрее, чем у взрослых. Также у детей отмечают более быструю ответную реакцию.

4. Показатели работы сердечно сосудистой системы

Артериальное давление- общеизвестный показатель работы сердечно- сосудистой системы. Оно характеризует силу напора крови в артериях. Артериальное давление изменяется на протяжении сердечного цикла, оно достигает максимума во время систолы (сокращения сердца) и падает до минимума в дастоле, когда сердце расслабляется перед следующим сокращением. Ритм сердца-показатель, часто используемый для диагностики функционального состояния человека, зависит от взаимодействия симпатических парасимпатических влияний из вегетативной нервной системы. При этом возрастание напряженности в работе сердца может возникать по двум причинам- в результате усиления симпатической активности и снижения парасимпатической.

Электрокардиограмма- запись электрических процессов, связанных с сокращением сердечной мышцы. Это самый большой по мощности биоэлектрический процесс, регистрируемый в организме человека.

В психофизиологии ЭКГ в основном используется для измерения частоты сокращения желудочков. С этой целью применяют прибор кардиотахометр. Ритм сердца зарегистрированный с помощью кардиотахометра, как правило, соответствует частоте пульса, т.е. числу волн давления, распространяющихся вдоль периферических артерий за одну минуту. Плетизмография- метод регистрации сосудистых реакций организма. Плетизмография отражает изменения в объеме конечности или органа, вызванные изменениями количесва находящейся в них крови. Конечность человека в изолирующей перчатке помещают внутрь сосуда с жидкостью, который соединен с манометром и регистрирующим устройством. Изменения давления крови и лимфы в конечности находят отражение в форме кривой, которая называется плетизмограммой.

5. Показатели активности мышечной системы

Электромиография - метод регистрации суммарных колебаний электрической активности, возникающей при сокращении мышц. Регистрация производится с поверхности кожи. Полученные сигналы сначала подвергаются выпрямлению, а затем интегрируются. Также ЭМГ применяется для диагностики периферических отделов нервной системы. Исследование ЭМГ может проводиться двумя способами: посредством накожных электродов, которые крепятся к участку над исследуемой мышцей; посредством игольчатых электродов, которые вводятся в мышцу. Улавливаемые электродами колебания потенциалов регистрирует на бумаге осциллограф, либо магнитный носитель. Также в ЭМГ используется монитор, позволяющий наблюдать за получаемыми результатами.

Электромиографическое исследование у детей технически не отличается от исследования взрослого.

Сложности процедуры обусловлены болезненностью и реакцией детей на исследование.

При проведении стимуляционного ЭНМГ желательно начинать с исследования сенсорных нервов и соблюдать баланс между достаточной силой стимула и желанием не нарушать комфорт ребенка. Начать лучше с силы стимула 8 иА, повышать силу тока с шагом 5 иА, что бы сократить время стимуляции. У детей до 5 лет нормой являются сенсорные ответы бифидной морфологии (двугорбые). Данная форма ответов обусловлена разной степенью миелинизации нервных волокон.

Исследование моторных ответов аналогично исследованию у взрослых пациентов. Скорости нервной проводимости при рождении всего 25-35 м/сек, затем они быстро возрастают , достигая примерно 75% взрослых нормальных значений в возрасте до 1 года, а взрослый - в возрасте от 3 до 5 лет, когда миелинизация завершена. Соответственно, когда ребенок изучается в лаборатории ЭМГ, важно, чтобы использовались контрольные значения по возрасту.

Игольчатая ЭМГ наиболее волнительна для ребенка, необходима предварительная анестезия зоны вкола местноанестезирующей мазью (ЭМЛА, прогелькаин, J-cain и т.д.) за 30-60 мин до исследования.

Как правило оценить спонтанную активность удается у всех детей, а вот получить потенциалы двигательных единиц возможно не всегда, здесь многое зависит от тестируемой мышцы. При исследовании дельтовидной мышце легко в игровой форме получить ПДЕ предлагая ребенку взять игрушку которая расположена выше его головы, с мышцами нижних конечностей, если ребенку менее 3 лет придется изощриться.

Потенциалы двигательных единиц у младенцев очень малы. Площадь двигательной единицы значительно увеличивается с возрастом, удваивается от рождения до взрослой жизни, главным образом из-за увеличения размера отдельных мышечных волокон. Таким образом, нормальные двигательные потенциалы у младенцев, как правило, очень малы в связи с чем, часто бывает трудно отличить нормальные ПДЕ от миопатических . Это еще раз подчеркивает, что при интерпретации результатов ЭМГ у детей, включая оценку ПДЕ, важно использовать стандартные контрольные значения по возрасту

Электромиография у детей не рутинная процедура и должна проводится при наличии серьезных подозрений на нервно-мышечную патологию.

6. Другие методы

Метод условных рефлексов: Этот метод, в сочетании с различными дополнительными исследованиями, является важнейшим методом изучения высшей нервной деятельности. Условный рефлекс - это выработанная в онтогенезе реакция организма на раздражитель, ранее индифферентный для этой реакции. Основными правилами выработки условных рефлексов являются а) неоднократное сочетание безразличного раздражителя с безусловным; б) условный стимул должен предшествовать безусловному. Образованию условного рефлекса способствуют такие факторы, как а) оптимальное соотношение силы условного и безразличного раздражителей; б) отсутствие посторонних раздражителей и в) функциональное состояние коры и нервных центров.

Реоэнцефалография представляет собой метод исследования кровообращения головного мозга человека, основанный на регистрации изменений сопротивления ткани мозга переменному току высокой частоты в зависимости от кровенаполнения и позволяет косвенно судить о величине общего кровенаполнения мозга, тонусе, эластичности его сосудов и состоянии венозного оттока.

Эхоэнцефалография: Метод основан на свойстве ультразвука, по-разному отражаться от структур мозга, цереброспинальной жидкости, костей черепа, патологических образований. Кроме определения размеров локализации тех или иных образований мозга этот метод позволяет оценить скорость и направление кровотока.

Элнктроокулография: Это метод регистрации электрической активности, возникающей при движении глаз. Роговица глаза имеет положительный заряд относительно сетчатки, что создает постоянный потенциал, который называется корнеоретинальным потенциалом. При изменении положения глаза происходит переориентация этого потенциала, которая фиксируется прибором. Электроокулография наиболее эффективна в сочетании с другими методами. При оценке ЭЭГ, например, она позволяет вычленить артефакты, обусловленные движением глаз.

Метод перерезки и выключения: Метод перерезки и выключения различных участков ЦНС производится различными способами. Используя этот метод можно наблюдать за изменением условно-рефлекторного поведения. Метод перерезки и выключения различных участков ЦНС производится механическим, электролитическим путем, а также при использовании замораживания, ультразвуковых, рентгеновских лучей. Используя электрошок или вводя снотворные вещества, можно обратимо видоизменять активность мозга в целом и наблюдать за изменением условно-рефлекторного поведения.

Методы холодового выключения: Методы холодового выключения структур головного мозга дают возможность визуализировать пространственно-временную мозаику электрических процессов мозга при образовании условного рефлекса в разных функциональных состояниях.

Заключение

Рассмотренные выше материалы свидетельствуют о большом разнообразии и разноуровневости психофизиологических методов исследования ЦНС. В сферу компетентности психофизиолога входит многое, начиная от динамики нейрональной активности в глубоких структурах мозга до локального кровотока в пальцах рук.

Стремительный рост новых технологий неизбежно расширит возможности проникновения в тайны человеческой телесности. Он, безусловно, приведет к созданию новых обрабатывающих устройств, способных нормализовать сложную систему зависимости переменных величин, используемых в объективных физиологических методиках, закономерно связанных с психической деятельностью человека.

В идеале выбор физиологических методик и показателей должен логически вытекать из принятого исследователем методического подхода и целей, поставленных перед экспериментом. Однако на практике нередко исходят из других соображений, например, доступности приборов и легкости обработки экспериментальных данных .

Более весомыми представляются аргументы в пользу выбора таких методик, показатели которых получают логически непротиворечивое, содержательное толкование в контексте изучаемой психологической или психофизиологической модели.

Список литературы

1. Введение в психофизиологию. Т.М. Марютина, О.Ю. Ермолаев - М., 2004г.-399с.

2. Физиология центральной нервной системы и сенсорных систем. Т.Е. Россолимо, И.А. Москвина-Тарханова, Л.Б. Рыбалов- М., 1999г.-568с.

3. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я.С. Буреш и др. - М.,1991г. - 399 с.

4. Физиология центральной нервной системы для психологов. Ю.В. Шербатых , Я.А.Туровский - М., 2007 г. - 208 с.

5. Молекулярная биология. Б.С. Албертс- М., 1994г.- 89с.

6. Физиология высшей нервной деятельности. Н.Н. Данилова, А.Л. Крылова-М., 1989г.-246с.

7. Электромиографическое исследование у детей

8. Магнитно-резонансная томография у детей: когда она показана?

Размещено на Allbest.ru