Начало >> Статьи >> Архивы >> Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека

Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека

Оглавление
Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека
Методика регистрации ЭЭГ
Общая характеристика ЭЭГ
Методы анализа электрограмм
Природа суммарной биоэлектрической активности мозга
Современные представления о природе суммарной электрической активности мозга
Роль неспецифической таламической системы в синхронизации ритмической активности корковых нейронов
Взаимодействие неспецифических систем как основа формирования ритмической активности мозга
Нейрофизиологические механизмы синхронизации биопотенциалов
Дельта-ритм ЭЭГ
Тета-ритм ЭЭГ
Альфа-ритм ЭЭГ
Функциональное значение альфа-актвности
Бета-ритм ЭЭГ
Нетрадиционные колебания и ритмы ЭЭГ
Генетическая обусловленность ЭЭГ-характеристик
Классификация типов ЭЭГ
Характеристики ЭЭГ и индивидуально-типологические свойства личности
Взаимосвязь ЭЭГ-характеристик с уровнем бодрствования
ЭЭГ-характеристики спокойного бодрствования
Зависимость КК от спектрального состава ЭЭГ
ЭЭГ-характеристики активного бодрствования
Нейрофизиологические механизмы десинхронизации ритмической активности мозга при переходе от состояния спокойного к активному бодрствованию
Пространственно-временная  организация биоэлектрической активности мозга человека в состоянии активного бодрствования
Концепция М.Н.Ливанова о функциональном значении феномена пространственной синхронизации биопотенциалов
Роль синхронных, асинхронных и случайных электрических процессов в интегративной деятельности мозга
ЭЭГ-корреляты функциональных состояний
ЭЭГ-корреляты умственного утомления
Нейрофизиологические механизмы умственного утомления
Состояние монотонии
ЭЭГ-корреляты состояния монотонии
Психофизиологические механизмы состояния монотонии
ЭЭГ в условиях двигательной активности
Электрическая активность коры мозга в динамике мысленного представления и психомоторных действий
Обсуждение результатов
Электрическая активность мозга транссексуалов
Заключение и литература

В.Н. КИРОЙ, П.Н. ЕРМАКОВ

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов биологических и психологических факультетов университетов, медицинских вузов. В систематизированы виде в нем изложены основные сведения о так называемой “суммарной биоэлектрической активности” мозга человека, регистрируемой в форме ЭЭГ, ее использовании для понимания нейро- и психофизиологических механизмов функциональных состояний человека. Авторами предпринята попытка разработки достаточно универсальной схемы изложения сведений в этой области, касающихся как непосредственно природы ЭЭГ, так и методических особенностей ее регистрации и анализа, статистических сведений о ЭЭГ человека, регистрируемой как в покое, так и в состоянии активного бодрствования, связанного, в частности, с интеллектуальной деятельностью, интерпретации отдельных фактов в контексте познания механизмов мозга. Значительная часть результатов, приведенных в пособии, получена лично авторами и отражает их опыт работы в области электрофизиологии мозга. Авторы постарались избежать субъективности при оценки ряда существующих в настоящее время концептуальных представлений в этой области, в простой и доступной форме изложить представления других исследователей и свои собственные взгляды на природу и функциональную интерпретацию некоторых ЭЭГ феноменов.      

ВВЕДЕНИЕ

Наличие многочисленных изданий, посвященных различным аспектам биоэлектрической активности мозга, является серьезной проблемой для авторов, которые взяли на себя смелость писать об в этом. В предлагаемой вниманию читателей в книге делается попытка в доступной форме систематически изложить сведения, касающиеся статистических характеристик, природы, значения ЭЭГ человека для познания механизмов функционирования мозга. Внимание к ним на протяжении последних десятилетий не только не ослабевает, но даже возрастает. В значительной степени это обусловлено как развитием прикладных отраслей электрофизиологии мозга (в частности, клинической энцефалографии), так и попытками использования ЭЭГ для создания систем контроля состояния здорового человека.
Настоящее пособие рассчитано прежде всего на тех студентов, аспирантов и преподавателей, которые интересуются проблемами функциональной организации мозга человека в различных условиях его жизнедеятельности, взаимосвязью нейрофизиологических процессов мозга с психическими явлениями. Каждый раздел пособия дает представление о той или иной стороне так называемой “суммарной биоэлектрической активности мозга”. Первый из них посвящен общей характеристике ЭЭГ человека, второй - отражению в характеристиках ЭЭГ уровня текущего бодрствования, третий - ЭЭГ-коррелятам функциональных состояний; а четвертый - двигательной (в том числе, идеомоторной) активности. Значительный интерес представляет пятый раздел в котором предпринята попытка более детально рассмотреть половые различия в ЭЭГ в норме, а также у транссексуалов. Конечно, авторы отдают себе отчет в том, что не все разделы пособия равноценны и достаточно строго и логично взаимосвязаны между собой. Вместе с тем логика изложения материала связана с преподаванием ряда спецкурсов на биологических и психологических факультетах университетов и, по-видимому, не вызовет у специалистов явного неприятия.
Авторы выражают особую признательность за помощь в подготовке и издании настоящего пособия сотрудникам института нейрокибернетики им. А. Б. Когана, кафедры физиологии человека и животных биолого-почвенного факультета и факультета психологии Ростовского госуниверситета, всем тем, кто своими советами и замечаниями помогал им в процессе подготовки рукописи.
Авторы будут искренне благодарны всем, кто сочтет возможным высказать свои замечания и предложения относительно проделанной ими работы, укажет на ошибки и неточности, содержащиеся в тексте, за которые они заранее приносит свои извинения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ЭЭГ

- электроэнцефалограмма

ПСП

- постсинаптический потенциал

ВПСП

- возбудительный постсинаптический потенциал

ТПСП

- тормозный постсинаптический потенциал

ПД

- потенциал действия

ЛСБП

- локальная синхронизация биопотенциалов

ПСБП

- пространственная синхронизация биопотенциалов

ДСБП

- дистантная синхронизация потенциалов

КК

- коэффициент корреляции

ФС

- функциональное состояние

ФМС

- фокус максимальной синхронности

ЦНС

- центральная нервная система

РФ

- ретикулярная формация

РАЗДЕЛ 1. ЭЭГ ЧЕЛОВЕКА: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ, ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ

КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ЭКСКУРС

Современная история электроэнцефалографии связана прежде всего с именами двух ученых - русского естествоиспытателя В.В.Правдич-Неминского и австрийского психиатра H.Berger.
Начало электроэнцефалографическим исследованиям было положено В.В.Правдич-Неминским, который в 1913 - 1925 годах в острых опытах на кура-ризированных собаках зарегистрировал спонтанную электрическую активность зрительных и моторных зон коры больших полушарий (W.W.Neminski, 1913). В биоэлектрической активности коры он выделил 7 различных видов волн, среди которых были медленные волны (OR - 1 - 2 кол/с), волны первого порядка (10 - 15 кол/с), волны второго порядка (20 - 30 кол/с) и др. Он же предложил термин для обозначения записи кривой электрической активности мозга - электроцереброграмма. Именно эти работы, выполненные на высоком для того времени методическом уровне, заложили основы современной электроэнцефалографии.
Спустя несколько лет, а именно, в 1929 году, австрийский психиатр H.Berger впервые осуществил регистрацию электрической активности мозга человека неинвазивным методом с поверхности головы. Запись биотоков мозга он предложил назвать электроэнцефалограммой. Именно это название и соответствующая аббревиатура (ЭЭГ) используются в настоящее время.
В 1929 году в журнале “Archiv fur Psychiatry” были опубликованы первые статьи H.Berger из серии под общим названием “Uber das Elektrenkephalogramm des Menschen”. Последующие работы автора публиковались под тем же названием вплоть до 1933 года. Четкость постановки задачи, убедительность и наглядность экспериментальных данных, широкие перспективы использования метода, по достоинству оцененные уже самим H.Berger, сразу же привлекли к его работам широкое внимание специалистов. Именно H.Berger впервые описал основные ритмические компоненты электроэнцефалограммы человека, предложив использовать буквы греческого алфавита для классификации ритмов, реакции синхронизации и десинхронизации этой активности в ответ на предъявление функциональных проб и т.д.
Однако признанным методом исследования механизмов мозга электроэнцефалография становится только после опубликования работ английских исследователей E.D.Adrian и B.N.Matthews (1934) и ряда других авторов, которые полностью подтвердили результаты, полученные H.Berger. Как признание особых заслуг H.Berger в открытии и изучении ритмических колебаний потенциалов мозга уже в 1934 году выходят первые работы, в которых они именуются “ритмами Бергера” (E.D.Adrian, B.N.Matthews, 1934).
Введенное H.Berger понятие “ритм ЭЭГ” зафиксировало принципиальный факт, состоящий в том, что по своей природе колебания биопотенциалов мозга представляют собой не моно-, а поличастотный процесс, период которого не остается постоянным даже в пределах одного полного колебания. Близкие частоты связывает, по-видимому, единство происхождения и функционального значения.
Помимо периодических колебаний потенциала с частотой около 10 кол/сек, доминирующих в электрограммах спокойного бодрствования с закрытыми глазами, в электрической активности мозга человека H.Berger описал и более высокочастотные низко-амплитудные колебания с частотой 20 - 25 кол/сек.
Детальные исследования последующего периода позволили идентифицировать в спектре ЭЭГ человека колебания с частотами от 0,5 кол/сек до 30 (а иногда - 70 - 100) кол/сек. В этом частотном диапазоне в настоящее время выделяется, в целом, от 4 до 10 - 12 относительно независимых ритмов, основными из которых являются дельта (8), тета (0), альфа (а) и бета (Р). Как уже указывалось выше, для их названия были использованы буквы греческого алфавита, а колебания, описанные первыми, были названы H.Berger, соответственно, “альфа” и “бета”.
ЭЭГ человека претерпевает существенные изменения в онтогенезе, которые необходимо учитывать. Электрическая активность мозга ребенка приобретает черты, свойственные ЭЭГ взрослого человека, к 13 годам. Этот период иногда называют этапом созревания ЭЭГ. В течение последующих 35-40 лет ЭЭГ практически не изменяется, сохраняя присущие ей индивидуальные особенности. Последующие изменения в ЭЭГ наступают в пожилом возрасте (55-60) лет и связаны с деструктивными морфофункциональными перестройками в ЦНС.
Многочисленные клинические наблюдения показывают, что при патологии мозга в ЭЭГ, характерной для “идеальной нормы”, могут появляться разнообразные генерализованные или локальные изменения (F.A.Gibbs, E.L.Gibbs, 1937, R.A.Cohn, 1949, Н. Jasper, J.Kerchman, 1941, J.H.Van der Drift, N.K.D.Kok, 1973, П.М.Сараджишвили, Т.Ш.Геладзе, 1977, M.C.Kayser-Gatchalian, B.Neundorfen, 1980, Л.Р.Зенков, М.А.Ронкин, 1991). Это отдельная область электрофизиологии мозга (клиническая электрофизиология), и мы лишь кратко коснемся ее в ходе последующего изложения.



 
« Электрокардиографическая диагностика   Эндокринология »