Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Характер межполушарного распределения мощности биопотенциалов головного мозга в норме и при его латерализованном поражении

На правах рукописи

Зверева Зоя Фёдоровна

ХАРАКТЕР МЕЖПОЛУШАРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ БИОПОТЕНЦИАЛОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА В НОРМЕ И ПРИ ЕГО ЛАТЕ РАЛ И ЗОВ АН НОМ ПОРАЖЕНИИ

14.00Л 6 - патологическая физиология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора медицинских наук

Москва - 2004

Работа выполнена в отделе Общей патологии нервной системы НИИ общей патологии и патофизиологии Российской АМН.

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор Н.П.Ванчакова

доктор медицинских наук, профессор М.Л. Кукушкин

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор В.К. Решетник

доктор биологических наук, профессор Н.Е. Свидерская

доктор медицинских наук, профессор Е.Е. Мейзеров

Ведущее учреждение:

Московская медицинская академия им. И.М.Ссченова

Защита диссертации состоится в 14.00 20 января 2005 г.

на заседании Диссертационного совета Д 001. 003. 01

при НИИ общей патологии и патофизиологии Российской АМН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института:

125315, Москва, Балтийская, 8

Автореферат разослан.......................................

Учёный секретарь Диссертационного совета кандидат медицинских наук

Л.Н. Скуратовская

2.0Q6-4 2096

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Исследование структурно - функциональной организации асимметрии мозга человека относится к числу наиболее сложных междисциплинарных проблем, интенсивно разрабатываемых разными отраслями науки [Костандов Э.А , 1983; Бианки В.Л., 1985, 1989а; Мосидзе В.М , Эзрохи B.JI, 1986; Брагина НН., Доброхотова Т.А., 1988; Вартанян Г.А., Клементьев Б.И., 1991; Деглин ВЛ, 1996, Овчинникова Н.Д., 1998; Пахомова A.C., 2000; Flor-Henry Р., 1983, 1989, 2001; Cohen G., 1973, 1975; Heilige JD и др., 1984; Glezer V.D., 1995; Davidson RJ, 1992a, 1992b, 1993; Sponger S.P., Deutch G., 1998; BrowningR.A., 1995; Bruder G.E., 1995; Shaw G.L. и др , 1999].

Начавшиеся в середине 20 века исследования асимметрии на здоровых людях выявили существование моторной, сенсорной асимметрии и асимметрии высших психических функций - речи, сознания, эмоций, характеристик индивидуального пространства и времени [Симмерницкая Э.Г., 1978; Доброхотова Т.А, Брагина H.H., 1977; Доброхотова Т.А. и др , 1996; Sperry R.W., 1961, 1974; Gordon H.W., 1974; Cszzaniga M S., Le Doux }., 1978; Silberman E.K., 1986; Ambras G., 1988; Martinez A. и др., 1997] Изучение больных с расщеплённым мозгом показало, что полушария обладают своей памятью, языком, стратегией обработки информации и даже своим сознанием [Sperry R W. и др , 1966, 1974; Gazzaniga M.S.,1967, 1970; Lassonde M. и др., 1986; Spencer S.S., 1988] К сходному заключению пришёл Деглин В.Л. с соавторами [Деглин В.Л., 1973; Деглин В Л. и др., 1986, 1995, 1996], суммируя факты, полученные у больных после однополушарных лечебных электрошоков.

Дальнейшие исследования функциональной асимметрии мозга позволили сделать вывод о том, что регуляция системных функций человеческого организма по-разному осуществляется структурами правого и левого полушарий [Волошина Н.П., 1997; Гриндель ОМ., 1968, 1985; Доброхотова Т.А., 1993, 1996; Симонов ПВ., и др,1995; Bradshaw GL, 1981, 1983; Creutzfeldt O.D. и др., 1976, 1985; Spencer S.S и др., 1985, 1988; Merrin Е L., Fein G., 1986; Davidson R J., 1993; Mattay V.S., 1997; Merrin EL. и др., 1997]. Была установлена функциональная асимметрия подкорковых центров вегетативной нервной системы, лимбической системы мозга [Леутин В.П., Николаева Е.И., 1988; Шмидт, Тевс, 1996; Симонов П.В., 1998] На уровне продолговатого мозга была выявлена асимметрия влияния центров регуляции кровяного давления [Лемус В.Б., 1974; Kresowik Т. и др., 1991; Craft R.M. и др., 1992;]. Было показано, что выраженность асимметрии определяет адаптивность организма. При этом левое полушарие, являющиеся у правшей доминирующим, участвует в

РОС НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА

регуляции функциональных систем организма при адаптации [Леутин В.П., Николаева Е.И., 1988; Ещенко В.В., 1998].

Считается, что функциональная асимметрия формируется на базе биохимической асимметрии, находящей свое отражение в неравномерном распределении нейротрансмиттеров между парными структурами головного мозга. Установлено, что концентрация дофамина, серотонина выше в левом полосатом теле, чем в правом, а опиатных рецепторов в 2,3 раза больше в коре правого полушария [Вартанян Г.А., Клементьев Б.И., 1991; Вейн А М., Авруцкий М.Я , 1997; Розен А.Д., 1995]. Было показано, что асимметрия может изменяться в зависимости от обстановочной афферентации и в процессе онтогенеза [Иванов B.C. и др., 1976; Невская A.A., Леушина Л.И., 1990а,1990b; Фарбер Д.А., 1990; Князева М.Г., Фарбер Д.А., 1990; Григорян В.Г. и др., 2000; Kocel K.M., 1980; Shibasaki H. и др., 1980; Pfiirtshceller О. и др., 1993; Tecchio F. и др., 1997; Sato К. и др., 1997].

Изучение больных с расщеплённым мозгом привлекло внимание к роли срединных структур в становлении функциональной асимметрии полушарий, проявляющейся только при полной их соединённости друг с другом [Sperry R.W, 1966, 1974; Gazzaniga M.S., 1970; Gazzaniga M S , LeDoux J., 1978; Montplaisir J. и др., 1990]. Среди срединных структур мозга важнейшая роль в регуляции уровня активности ЦНС принадлежит неспецифической системе [Костюк П.Г., 1978; Moruzzi G., Magoun H.W., 1949]. Многочисленные исследования привели к представлению о её гетерогенности. Следствием явилось установление разнородности восходящих влияний из неспецифической системы на кору больших полушарий и выделение в ней двух систем - десинхронизирующей и синхронизирующей [Поворинский А.Г., 1971; Зенков Л.Р., 1991, 1996; Зенков Л.Р. и др., 1995; Batini С., Moruzzi G., 1959; Browning R.A., 1985; Gasser Т. и др., 1985; Roth В. и др., 1986].

Имеются клинические данные, подтверждённые в электрофизиологических исследованиях, о неравнозначной функциональной связи образований неспецифической системы стволового и диэнцефального уровня с полушариями мозга [Брагина H.H. и др., 1966, 1988; Доброхотова Т.А., 1977; Болдырева Г.Н., 1973, 2000; Болдырева Г.Н и др , 2000, 2003; Добронравова И.С., 1996; Жаворонкова Л.А., 1990, 2000; Жаворонкова Л.А., Добронравова И.С., 19936; Шарова Е.В. и др., 1991,1993; Шарова Е.В., 1999]. На основании этих данных сформировалось представление о преимущественных функциональных связях левого полушария с десинхронизирующими структурами ствола, а правого полушария - с синхронизирующими диэнцефальными образованиями.

ï» m

г

Вместе с тем, участие десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы мозга в формировании функциональной межполушарной асимметрии остаётся во многом невыясненным Неравнозначность функциональных связей разных отделов неспецифической системы с левым и правым полушариями позволяет предположить несходный, асимметричный характер взаимодействия этих образований в ходе парной работы полушарий при формировании целостной деятельности мозга

Объединение полушарий мозга в целостную динамическую систему межполушарных отношений возможно на основе общего свойства [Николис Г., Пригожин И., 1979; Янковский С.Я., 1999]. В качестве такого свойства можно рассматривать уровень кортикальной активации [Кирой В.Н., 1987; Аганянц Е.К. и др., 1994а, 19946; Лаврова О.В., 1996; Вольф И.В., 2001; Brumback R.A., 1981; Heller W„ Nitschke J.B., 1993]. В работах по изучению физиологических механизмов межполушарного взаимодействия с помощью ЭЭГ было показано, что выполнение когнитивных задач, или выработка автоматизмов сопровождается мозаичным, динамично меняющимся распределением зон г зртикальной активации между полушариями [Николаенко H.H., 1974; Сулимов A.B. и др., 2000; Monhisa JM., 1973; Fernandez Т., Harmony Т. и др., 1995; Schack В., Krause P.J., 1995]. При этом характер динамично меняющейся структуры центров акшвации жестко связан с типом предъявляемой задачи и даже может служить предиктором успешности её выполнения [Шеповальников А.Н., Цицерошин М.Н., 1999].

Исследование межполушарных взаимоотношений путём определения межполушарных сдвигов активации с помощью ЭЭГ и других электрофизиологических показателей является широко используемым приёмом [Трембач А.Б. и др., 1990; Егоров А.Ю. и др., 1999; Степанян А.Ю. и др., 2003; Davidson R.J., 1979, 1989; Scelenbeger W„ и др., 1996]. Распределение кортикальной активации между гемисферами, создаваемое с участием десинхрониизрующих и синхронизирующих структур, представляется актуальным условием для осуществления информационного обмена между полушариями при их взаимодействии. Основное внимание при этом направляется на установление преобладания активации в левом или правом полушарии, что позволяет устанавливать доминирование левой или правой гемисферы в осуществлении мозговых функций. Мы предположили, что при осуществлении межполушарных взаимодействий значимым условием будет не только большая активация одного полушария по сравнению с другим, но и величина различий между гемисферами в степени активации. Способность устанавливать большую или меньшую разницу между

гемисферами в степени активации, по нашему предположению, может быть значимой характеристикой функционального состояния мозга.

В нашей работе мы попытались изучить свойства, присущие десинхронизирующей и синхронизирующей системам при осуществлении парной деятельности мозга. Такое исследование представляется весьма актуальным, поскольку может дать новые представления о патофизиологии высших психических функций человека, и базу для разработки новых методов их компенсации.

Целью настоящего исследования явилось изучение свойств десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы мозга, проявляющихся в процессах межполушарного взаимодействия по распределению мощности биоэлектрической активности между гемисферами в норме и в условиях патологии.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

- исследовать функциональное состояние мозга здоровых лиц при помощи стандартных методов визуального анализа и картирования спектральной мощности ЭЭГ, результаты сопоставить с оценкой функционального состояния мозга при помощи показателя величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов;

- установить с помощью показателя асимметрии характеристики межполушарного распределения мощности биопотенциалов в различных корковых структурах у здоровых лиц;

- изучить функциональное состояние мозга у больных с лево - и правополушарной локализацией опухолей до и после их удаления методами клинического и электроэнцефалографического анализа;

- провести сравнительный анализ изменений функционального состояния мозга до и после удаления опухоли в сопоставлении со здоровыми лицами с помощью показателя величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов;

- изучить функциональное состояние мозга у больных с последствиями ишемических инсультов в бассейне левой и правой средней мозговой артерии при помощи показателя величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов;

- провести сравнительный анализ изменений функционального состояния мозга у больных с последствиями ишемических инсультов в бассейне левой и правой средней мозговой артерии в сопоставлении со здоровыми лицами и пациентами с диффузной сосудистой патологией мозга с помощью показателя величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов;

- провести сравнительный анализ изменений функционального состояния мозга у больных с лево- и правополушарными ишемическими инсультами, и у больных с повреждением левого и правого полушарий менингиомами до и после удаления опухоли при помощи показателя величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов.

Научная новизна работы.

Методом анализа изменений показателя величины асимметрии мощности биопотенциалов установлено существование влияний десинхронизирующих структур неспецифической системы мозга преимущественно на передние отделы неокортекса, а синхронизирующих - на задние отделы неокортекса.

Впервые показано, что под влиянием десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы мозга между полушариями устанавливается различная степень неравномерности мощности биопотенциалов. Десинхронизирующие структуры способствуют установлению ббльших различий между состояниями пол /шарий по сравнению с синхронизирующими структурами.

Впервые установлено, что синхронизирующие и десинхронизирующие структуры неспецифической системы мозга обеспечивают переход от одного уровня функционального состояния к другому различающимися способами. Десинхронизирующие структуры - без резких изменений функционального состояния, синхронизирующие - путём значительного и резкого его изменения.

С помощью показателя величины асимметрии обнаружено, что десинхронизирующая система оказывает влияния на синхронизирующую систему, ограничивая область преимущественного влияния последней задними отделами неокортекса.

На контингенте больных с латерализованным опухолевым и ишемическим повреждением мозга с помощью анализа величины асимметрии мощностей ритмов ЭЭГ подтверждено существование латерализации функционирования восходящей ретикуло-кортикальной неспецифической системы регуляции уровня функциональной активности мозга.

Теоретическая и практическая значимость.

Полученные данные о различающихся свойствах синхронизирующих и десинхронизирующих структур неспецифической системы мозга углубляют теоретические представления о механизмах формирования функциональной межполушарной асимметрии,

выявляя асимметрию в способах функционирования образований неспецифической системы, функционально связанных с левым и правым полушарием.

Новые данные об участии десинхронизирующих и синхронизирующих структур в процессах взаимоотношений полушарий создают возможность для углублённой и более точной оценки состояния неспецифической системы мозга, являющейся основой регуляции вегетативных функций организма Это важно для диагностики соматических заболеваний, ведущую роль в патогенезе которых играют нарушения нервной регуляции функций организма. А также для уточнения степени повреждения мозга и состояния компенсаторно-приспособительных механизмов у больных нейрохирургического и неврологического профиля, поскольку позволяет оценить степень нарушения функций и стадию развития патологического процесса Изучение перестроек, происходящих в совместной деятельности двух полушарий при восстановлении функций мозга, позволяет определить патогенетические критерии компенсаторного процесса, что является существенным аспектом для прогнозирования исхода восстановительного процесса и разработки методов патогенетической коррекции нарушенных функций.

Основные положения, выносимые на защиту.

- При очаговой патологии коры больших полушарий различной этиологии -поражение опухолью, локальное сосудистое поражение - выявляется латерализационная специфика влияний десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы на процессы межполущарного распределения мощности биопотенциалов. Десинхронизирующие структуры оказывают преимущественное функциональное влияние на передние отделы коры, синхронизирующие - на задние области неокортекса. Под влиянием десинхронизирующих образований неспецифической системы мозга между гемисферами устанавливается большая степень различий по мощностным характеристикам биопотенциалов, чем под влиянием синхронизирующих.

- Переход от одного уровня функционального состояния к другому под влиянием десинхронизирующих и синхронизирующих образований неспецифической системы мозга происходит различными способами. При преобладании десинхронизирующих влияний переход от одного уровня функционального состояния к другому происходит по способу малых, постепенных изменений распределения мощности биопотенциалов между полушариями, при доминировании синхронизирующих влияний - путём больших и дискретных изменений.

- Десинхронизирующие и синхронизирующие структуры неспецифической системы при униполушарных поражениях коры головного мозга различной этиологии проявляют латерализационные особенности. При большем воздействии на десинхронизирующие структуры в условиях повреждения коры левого полушария изменения распределения мощности биопотенциалов между гемисферами отличаются от изменений при большем воздействии на синхронизирующие структуры в условиях повреждения коры правого полушария.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на: IV Всесоюзном съезде патофизиологов (Москва, 1989), Конференции «Организованный мозг» (Москва, 1993), Международном симпозиуме «Физиологические и биохимические основы деятельности мозга» (Санкт-Петербург, июнь 22-24, 1994), Международном симпозиуме «Восстановительная неврология - 3» (Москва, 1995), Симпозиуме «Современные представления и структурно-функциональная организация мозга» (Москва, 1915), Первом Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием (Москва, 1996), Конференции, посвящённой 50-летаю клинической больницы №6 (Москва, 1998), Конференции по проблемам внезапной смерти 25-27 мая 1998 (Санкт-Петербург), Конференции, посвящёпной 100-летию кафедр факультетской хирургии и факультетской терапии Санкт-Петербургского государственного университета имени академика И.П.Павлова (Санкт-Петербург, 2000), Втором Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием (Москва,2000), на IV международном конгрессе по интегральной антропологии(Санкт - Петербург, 2002).

Список публикаций. По материалам исследования опубликовано 25 работ.

Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, 3 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы. Работа изложена на 298 страницах, содержит 44 таблицы, 37 рисунков. Список литературы включает 438 источников, их которых 234 опубликовано в отечественных и 204 в зарубежных изданиях.

МАТЕРИАЛ И ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалом для исследования послужили результаты наблюдения за больными, находившимися на стационарном лечении в отделении нейрохирургии клинической больницы им. С. П. Боткина (1986 - 1992 гг.), и в неврологическом отделении клинической больницы №6 МЗ РФ (1993 - 1998 гг.). Работа базировалась на результатах анализа электроэнцефалографических и клинических исследований больных с очаговыми поражениями полушарий мозга опухолевого (85 человек) и сосудистого генеза (59 человек), а также здоровых испытуемых (44 человека) и больных с диффузными поражениями сосудов головного мозга (27 человек).

При анализе изменений функционального состояния ЦНС в условиях очаговой патологии мозга объектом исследования были пациенты с доброкачественной опухолью мозга - менингиомой (40 человек с поражением левого полушария, 45 человек - с поражением правого полушария), и больные с последствиями ишемических инсультов в бассейне левой и правой средней мозговой артерии (31 человек с поражением левой средней мозговой артерии, и 28 человек - с поражением правой средней мозговой артерии).

Всем обследуемым лицам - больным и здоровым - проводилось клиническое неврологическое исследование, которое у больных, кроме исследования функций двигательных, чувствительных, слуховых, зрительных нервов, включало оценку полей зрения и исследование глазного дна, а также оценку вестибулярных функций (калорическая проба). Оценивалось состояние сердечно-сосудистой системы с проведением ЭКГ, клинического и биохимического анализов крови.

Диагноз очагового поражения мозга, кроме данных неврологического обследования и анамнеза, основывался на результатах рентгеноконтрастных методов исследования (компьютерная томография, магниторезонансная томография). У нейрохирургических больных локализация опухоли уточнялась во время оперативного вмешательства, а верификация опухоли осуществлялась при последующем гистологическом исследовании.

Функциональное состояние мозга обследуемых лиц оценивалось электроэнцефалографическим методом. У больных с опухолями исследования проводились до и после оперативного вмешательства. У больных с локальными сосудистыми нарушениями ЭЭГ - исследование осуществлялось в процессе их лечения в неврологическом стационаре. Электроэнцефалографическое исследование больных с диффузными сосудистыми поражениями мозга и здоровых испытуемых проводилось в амбулаторных условиях.

Электрофизиологические исследования выполнялись в лабораторных условиях. ЭЭГ регистрировали на 8-канальном электроэнцефалографе М-56 (Венгрия) и 16-канальном электроэнцефалографическом компьютеризированном анализаторе «Альфа-УЭБ-Т-16-01» ЗАО «УЭБ Текнолоджи» (Москва). Запись осуществлялась с постоянной времени 0,3 и с фильтрами верхних частот 35-50 Гц. Электроды располагали по международной схеме 1020%; биопотенциалы регистрировали от симметричных затылочных, теменных, центральных, лобных и височных областей обоих полушарий (у нейрохирургических больных после операции - с учётом раневых ограничений); в качестве индифферентных электродов использовали ушные электроды.

Запись ЭЭГ проводили в фоновом состоянии больного (в состоянии спокойного бодрствования при закрытых глазах), а также при функциональных нагрузках: открывании глаз и предъявлении ритмического света разной частоты, подаваемого от фотостимулятора, с энергией вспышки 0,045 Дж.

Проводили как визуальный, так и математический анализ биоэлектрической активности мозга. Визуальный анализ осуществлялся на основе разработанной Е А. Жирмунской классификации целостных паттернов ЭЭГ [1984; 1991]. Для количественной оценки межцентральных отношений электрических процессов у больных с менингиомами был применён метод спектрального анализа энергетических спектров ЭЭГ. Вычисляли энергетические спектры, характеризующие мощность отдельных частотных составляющих ЭЭГ - дельта-, тета-, альфа-, бета-1 и бета-2 диапазонов - при помощи анализатора "Нихон Коден" (Япония), для чего предварительно ЭЭГ записывали на магнитографе "Тесла" (ЧССР). Для анализа использовались участки записи, свободные от артефактов. Частота дискретизации - 128 Гц, эпоха анализа - 4С при усреднении по 4 - 5 реализациям. Таким образом, предполагалось, что ЭЭГ является стационарным процессом на протяжении 15-20 секундного отрезка времени [Русинов B.C. и др., 1976; Болдырева Г.Н., 1973а, 19736].

У пациентов с локальными и диффузными сосудистыми поражениями мозга, а также у здоровых испытуемых электроэнцефалографический анализ производился на отечественном компьютеризированном электроэнецалографическом анализаторе «Альфа-УЭБ-Т-16-01» ЗАО «УЭБ Текнолоджи». Для получения записи, свободной от помех, в анализаторе «Альфа» использовались малошумящие усилители, верхняя полоса частот (40 Гц) определялась фильтрами Чебышева 4-го порядка, непосредственно в процессе записи осуществлялась цифровая фильтрация сигналов с помощью эллиптических фильтров 10-го порядка, в ходе просмотра записи использовались резонансный фильтр на частоту 50 Гц и

полосовой фильтр первого порядка на диапазон от 0,5 до 30 Гц. Частота дискретизации в системе «Альфа» составляла 340 Гц, что при использовании монитора высокого разрешения (1024 точки по горизонтали) обеспечивало качество отображения сигналов ЭЭГ практически такое же, как при бумажной записи. Картирование спектральной мощности частотных диапазонов ЭЭГ предусматривало предварительное удаления артефактов из записи. Картирование спектральной мощности биопотенциалов осуществлялось для всех диапазонов частот - дельта, тета, альфа и бета с использованием программ статистической обработки, предусмотренных в анализаторе «Альфа-УЭБ-Т-16-01». Эпоха анализа при картировании спектральной мощности биопотенциалов составляла 6 секунд, картограммы вычислялись для временных промежутков, кратных 6 - для 36 - 48 секундных отрезков записи.

У больных с менингиомами регистрация ЭЭГ осуществлялась 1-2 раза до удаления опухоли и 2-3 раза - после её удаления. Всего было исследовано 85 нейрохирургических больных, у которых было проведено 171 ЭЭГ - исследование. У пациентов с локальными сосудистыми поражениями ЭЭГ - исследование проводилось 2 раза. Всего обследовано 59 больных с локальным сосудистым поражением (118 исследований). Группы сравнения составили: 27 пациентов с диффузной сосудистой патологией мозга, и 44 здоровых испытуемых. Испытуемым групп сравнения ЭЭГ-исследования проводились 1 -2 раза (всего 81 исследование).

Функциональное состояние мозга больных и здоровых лиц оценивалось с помощью показателя величины межполушарной асимметрии (МПА) мощности биопотенциалов Для этого по формуле (А - Б)/(А + Б) х 100% (А - мощность в левом полушарии, Б - мощность в правом полушарии) во всех диапазонах частот вычислялись значения межполушарной асимметрии для отведений F1-F2, F3-F4, F7-F8, ТЗ-Т4, Т5-Т6, СЗ-С4, РЗ-Р4 и 01-02. В работе использовалась величина межполушарной асимметрии, взятая без знака. Далее полученные абсолютные значения МПА во всех рассматриваемых диапазонах частот -дельта, тета, альфа и бета - усреднялись для передних и задних отделов коры. Передние отделы коры включали отведения F1-F2, F3-F4, F7-F8, ТЗ-Т4, Т5-Т6, задние отделы коры -отведения СЗ-С4, РЗ-Р4 и 01-02. Усреднённые показатели абсолютных значений МПА для передних и задних отделов коры и составили показатели величины асимметрии мощности биопотенциалов. Полученные таким образом показатели величины МПА мощности биопотенциалов являли собой разницу между мощностными характеристиками двух гемисфер в передних и задних отделах коры и отражали степень различий между функциональной активностью полушарий в этих отделах мозга.

Основанием для сравнения с помощью показателя асимметрии передних и задних отделов коры - лобных и височных областей с центральными, теменными и затылочными областями - послужили сложившиеся в ходе многолетних электроэнцефалографичесхих исследований представления о функциональной неоднородности коры головного мозга, проявляющейся градиентом распределения основного ритма по коре [Русинов B.C., 1973; Гриндель О.М., 1988; Благосклонова П.К., 1994; Зенков Л.Р., 1996; Жирмунская E.H., 1999; Walter G, 1966; De Gennaro L. и др., 2001]. A также данные о различающихся проекциях стволовых структур на кору головного мозга. Лобные и височные отведения - это зоны проекции таламических и лимбических структур, центральные и теменные отведения -области проекции диэнцефальных образований [Дзидзишвили H.H., 1968; Латаш Л.П , 1968; Виноградова О.С., 1975; Болдырева Г Н., 2000; Andersen Р. и др., 1967; Browning R.A., 1985; Jasper H., 1954].

Средний возраст больных с менингиомами составил 55,2 ± 6,2 лет. В исследование были включены больные с локализацией опухолей на конвекситальной поверхности головного мозга. Такая локализация опухоли, не разрушающая морфологию срединных структур мозга, сопровождалась нарушением функций полушарий и межполушарных взаимодействий без анатомического поражения системы, регулирующей функциональную активность ЦНС

Средний возраст больных с последствиями ишемических инсультов в бассейне правой и левой средней мозговой артерии равнялся 48,3 ± ЗДгодам, т.е был несколько меньшим, чем у больных с опухолями. Однако эти различия между двумя группами больных не достигали степени статистической достоверности. Средний возраст больных с диффузной сосудистой патологией мозга был равен 57,8 ± 5,8 годам, что статистически не различалось с возрастом больных с опухолями. Группу сравнения для больных с локальными ишемическими поражениями сосудов головного мозга составили больные с диффузной патологией сосудов головного мозга. Больные с диффузной патологией мозговых сосудов находились на диспансерном наблюдении у геронтолога, им проводился курс профилактической терапии препаратами, улучшающими мозговой кровоток. Средний возраст в группе здоровых испытуемых составил 44,9 ± 1,8 года. Возраст здоровых лиц статистически не отличался от возраста пациентов с локальными сосудистыми поражениями. По количеству мужчин и женщин рассматриваемые группы были примерно одинаковыми.

Достоверность полученных результатов оценивали по критериям Стьюдента, Вилкоксона, Фишера, знаков, Манна-Уитни В работе использовалась статистическая программа StatSoft Statistica б.

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ МОЗГА ЗДОРОВЫХ ЛИЦ, ОПРЕДЕЛЁННОЕ МЕТОДОМ ЭЭГ И С ПОМОЩЬЮ ПОКАЗАТЕЛЯ ВЕЛИЧИНЫ АСИММЕТРИИ МОЩНОСТИ БИОПОТЕНЦИАЛОВ

Группа здоровых испытуемых состояла из 44 человек - правшей Для установления право - леворукости применялся ряд тестов, приводимых в работе Братиной и Доброхотовой [1988]. У 21 испытуемого паттерны ЭЭГ по классификации E.H. Жирмунской относились к 1-му типу, у 13 испытуемых - к Ш-ему десинхронизированному типу иу 10-кН-му синхронизированному типу. ЭЭГ 1-го типа рассматриваются как электроэнцефалографическая норма. Электроэнцефалограммы ГО-го десинхронизированного типа также расцениваются как норма («плоские ЭЭГ»), или оцениваются как легко изменённые. К легко изменённым относятся ЭЭГ П-го типа, синхронизированного.

В паттернах всех трёх типов методом картирования оценивалась спектральная мощность ритмов ЭЭГ. Картина распределения спектральной мощности диапазонов ЭЭГ по коре полушарий соответствовала данным, полученным при визуальном анализе электроэнцефалограмм. Левое и правое полушария у здоровых испытуемых с ЭЭГ I и II типов различались по мощности альфа-активности - мощность альфа - ритма в левой гемисфере была меньше, чем в правой. Меньшая спектральная плотность альфа-активности в левой гемисфере по сравнению с правой расценивалась как большая степень активации левого полушария относительно правого. Большая активация левого полушария по сравнению с правым, установленная в нашем исследовании у здоровых людей-правшей, согласуется с данными литературы, где есть сведения о более высокой степени активации левого полушария по сравнению с правым у правшей [Жаворонкова, 1988; Гнездицкий В.В., 2000; Geschwind, 1987; Hellige, 1993; Springer S.P., Deutch G., 1998].

У испытуемых с десинхронизированными паттернами Ш типа различий между полушариями выявлено не было.

При оценке функционального состояния мозга здоровых лиц с помощью показателя асимметрии выявились различия между передними и задними отделами коры: величина МПА мощности биопотенциалов в передних областях неокортекса была больше, чем в задних. Различия выявлялись в каждом из диапазонов и суммарно по всей частотной полосе.

У обследуемых с ЭЭГ Ш-го десинхронизированного типа значения величины МПА мощности биопотенциалов в передних и задних отделах коры были больше, чем у обследуемых с паттернами I и П типов В таблице 1 приведены значения показателя асимметрии при электроэнцефалографических паттернах трёх типов, и эти же данные проиллюстрированы на рисунке 1.

Таблица 1.

МПА мощности биопотенциалов в % (абсолютные значения) в передних и задних отделах __коры у здоровых лиц с паттернами ЭЭГ I, II, III типов.

Диапа- / ЭЭГ I типа ЭЭГ П типа ЭЭГ Ш типа

зоны /

ЭЭГ / Средняя Средняя Средняя Средняя Средняя Средняя

/ величина величина величина величина величина величина

/ МПА МПА МПА МПА МПА МПА

'Отведения передних задних передних задних передних задних

отделов отделов отделов отделов отделов отделов

коры коры коры коры коры коры

Дельта 21,46± 17,2± 21,41± 13,74± 35,53± 22,08±

7,8 #* 4,56 7,38 # * 4,62 5,55 # * 8,62

Тета 18,9± 17,13± 14,68± 13,1± 39,85± 21,77±

3,75 # 6,27 3,45 # 2,39 10,52 # * 6,68

Альфа 26,75± 21,82± 19,48± 14,75± 34,8± 22,35±

7,7 # 8,75 6,12 # 4,9 10,27 # * 5,16

Бета 17,35± 12,6± 16,43± 10,92± 33,56± 19,94±

5,77 # 2,84 3,97 # 2,35 10,01 # * 6,48

# - достоверные различия между передними и задними отделами коры (критерий знаков), р<0,05

* - достоверные различия между передними и задними отделами коры (Т - критерий), р<0,05

Рис. 1.Величина МПА мощности биопотенциалов передних и задних отделов коры при паттернах ЭЭГ трёх типов; по вертикали' величина показателя асимметрии в условных единицах; по горизонтали: типы и диапазоны ЭЭГ; * - р0,05; в - передние отделы коры; ща - задние отделы коры;

Различия между мощностными характеристиками биоэлектрической активности двух гемисфер, или различия между функциональными состояниями полушарий, могут отражать неодинаковые условия для межполушарного обмена информацией, существующие в разных отделах коры - в лобно-височных областях по сравнению с центрально-теменно-затылочными. Лобные отделы коры отличаются особой сложностью корковых функций [ЛурияА.Р., 1966; Анохин П.К., 1968, 1975; Хомская Е.Д, 1972, 2001]. Височные области характеризуются своеобразием функциональных связей с одноименными образованиями другого полушария. В височных отделах коры, имеющих тесные функциональные связи с гиппокамповой формацией, межполушарный обмен осуществляется в виде облегченного распространения возникшего возбуждения на аналогичные структуры другого полушария. [Виноградова О.С., 1975; Дзидзишвили H.H., 1968; Пигарева М.Л., 1978; Ониани Т.Н., 1980; Чепурнов С.А., Чепурнова Н.Е., 1981; Подачин В.П., Сидоров Б.М., 1988; Болдырева Т.Н., 2000, Coleman-Meshes К. и др, 1995; Beauergard М.. 1998]. Передние и задние отделы коры различаются также восходящими активирующими влияниями из стволовых отделов мозга. В передних отделах коры концентрируются диффузные и локальные восходящие влияния из неспецифической системы мозга, в задних преобладают диффузные восходящие влияния [Routtenberg, 1968].

При сравнении показателей асимметрии у испытуемых с разными типами ЭЭГ были выявлены ббльшие значения этого показателя при десинхронизированных паттернах Ш типа. Десинхронизированные ЭЭГ характеризуются усилением активирующих влияний на кору со стороны лимбико-ретикулярного комплекса. [Жирмунская Е.А., 1984, 1991; Поворинский А.Г., 1971; Благосклонова Н.К., Новикова Л.А., 1994; Walter G., 1967; Schaul N и др., 1981; Browning R.A., 1985; Fenton G.W., 1994; Conneman B.J. и др., 2001]. В ряде экспериментальных исследований было показано, что усиление активирующих влияний из ретикулярной формации ствола сопровождается повышением интенсивности метаболических процессов в ткани мозга [Фокин В Ф., Пономарёва Н.В , 2003; Benetato G. и др. 1964, Benetato G., 1965; Bergamasco В., 1968; Teodorescu - Exarcu I. и др., 1970; Mayberg T.S. и др., 1995] Большая степень различий между мощностными характеристиками гемисфер в передних отделах коры по сравнению с задними могла означать, что в передних областях неокортекса процессы межполушарного обмена информацией могли протекать при более высоком уровне метаболизма в ткани мозга, чем в задних отделах коры.

КЛИНИКО-ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МОЗГА БОЛЬНЫХ С МЕНИНГИОМАМИ ДО И ПОСЛЕ УДАЛЕНИЯ ОПУХОЛИ

Латерализованное поражение полушарий мозга менингиомами из-за существующих преимущественных функциональных связей левого полушария с десинхронизирующими структурами, а правого полушария - с синхронизирующими образованиями [Доброхотова Т.А., Брагина H.H., 1977; Болдырева Г.Н. и др., 1990; Жаворонкова Л.А., 1990; Жаворонкова Л.А. , Добронравова И.С., 1993; Добронравова И.С., 1996; Шарова Е.В., 1999; Болдырева Г.Н., 2000; Шарова Е.В.и др., 2001 создавало возможность анализа процессов межполушарного взаимодействия в условиях преобладающего влияния на формирование функционального состояния ЦНС разных отделов неспецифической системы мозга.

Группы с лево- и правосторонним поражением мозга менингиомами были однородными по локализации опухолей внутри полушарий, размерам опухолей, длительности заболевания. Клиническое неврологическое исследование свидетельствовало как о локальных изменениях, связанных с латерализацией поражения мозга, так и об общем поражении центральной нервной системы. После удаления опухоли больные подвергались повторному неврологическому обследованию. Для дальнейших исследований отбирались пациенты, у которых по данным клинического обследования отмечалось улучшение состояния.

Визуальный анализ ЭЭГ показал, что у большинства больных с опухолями головного мозга отмечались очаговые изменения в виде превалирования патологических знаков колебаний медленного диапазона частот - дельта и тета, на стороне поражения с доминированием их в зоне очага. После удаления опухоли наблюдалось улучшение электроэнцефалографической картины с уменьшением признаков очагового поражения, диффузным снижением медленноволновых колебаний, с нарастанием, либо появлением в ряде наблюдений альфа-активности.

Сравнительный анализ изменений спектральной мощности ритмов ЭЭГ больных и здоровых выявил нарастание мощности медленных диапазонов при любой латерализации повреждения, больше выраженное в пораженной гемисфере, и увеличение мощности бета-активности в интактном полушарии. Мощность альфа-активности при левополушарных повреждениях снижалась в обеих гемисферах, при правополушарных поражениях отмечалась только тенденция к снижению альфа-активности. Снижение мощности альфа-активности и увеличение мощности бета-активности рассматривается в литературе как

признак усиления десинхронизирующих влияний из неспецифической системы на кору головного мозга [Русинов B.C., 1973; Жирмунская Е.А., 1991; Зенков Л.Р., 1996; GrunewaldZuberbier Е. и др., 1975]. Можно сделать вывод, что при повреждении левой гемисферы усиление десинхронизирующих влияний охватывало оба полушария, с большей выраженностью в интактном полушарии При поражении правого полушария усиление десинхронизирующих влияний отмечалось преимущественно в левой интактной гемисфере. Сходные изменения спектральной мощности ритмов ЭЭГ отмечались после удаления опухоли.

Оценка функционального состояния мозга больных с помощью показателя асимметрии осуществлялась путём сравнения усреднённых для всей группы здоровых лиц значений величины МПА мощности биопотенциалов в передних и задних отделах коры с аналогичными показателями больных.

В таблице 2 приведены усреднённые значения МПА мощности биопотенциалов у здоровых лиц и неоперированных больных с менингиомами левой и правой гемисфер в передних и задних отделах коры. Эти же данные проиллюстрированы на рисунке 2.

Таблица 2.

МПА мощности биопотенциалов в % (абсолютные значения) в передних и задних отделах коры у здоровых лиц и неоперированных больных с менингиомами (значения показателя, усреднённые по группам).___

Диапазоны^ Здоровые лица Больные с менингиомой Больные с

ээс/ левого полушария менингиомой правого

/ полушария

/Средняя передние задние передние задние передние задние

величина отделы отделы отделы отделы отделы отделы

МПА коры п = 44 коры п = 44 коры п = 23 коры п = 23 коры п = 26 коры п = 26

Дельта 2б,13± 17,67± 18,57± 19,61± 28,61± 26,33±

4,31 # * 5,93 5,34* 3,8 4,94 4,18*

Тета 24,48± 17,34± 16,12± 20,55± 24,19± 24,2±

5,91 # * 5,11 3,52 * 4,54 4,52 3,68*

Альфа 27,01± 16,87± 11,51± 10,28± 26,67± 26,65±

6,67 # 6,36 2,48* 2,54 4,79 2,9*

Бета 22,44± 14,52± 17,45± 18,98± 31,71± 30,32±

6,58 # * 3,89 3,29 * 2,91 5,92 5,76*

# - достоверные различия между передними и задними отделами коры (критерий знаков), р<0,05

* - достоверные различия между передними и задними отделами коры (Т - критерий), р<0,05

При повреждении опухолью левого полушария величина МПА мощности биопотенциалов уменьшалась в передних отделах коры, и не изменялась в задних. Повреждение правого сопровождалось увеличением показателя асимметрии в задних

Рис. 2. Величина МПА мощности биопотенциалов в норме и при латерализованном поражении

мозга.

областях неокортекса, и отсутствием изменений величины МПА мощности биопотенциалов в передних отделах коры (рис.2).

Повреждение мозга характеризовалось как локальными нарушениями функций из-за разрушения нейронов вследствие сдавления нервной ткани опухолью, так и общемозговыми симптомами, вызванными затруднением оттока венозной крови из мозга и его оболочек, расстройствами циркуляции и набуханием ткани мозга. Выпадение функций у больных, включенных в исследование, происходило не в начале патологического процесса, а при значительном увеличении опухоли. Это может быть объяснено высокой степенью надёжности функционирования нервных образований и деятельностью компенсаторных механизмов, перекрывающих функциональные дефекты [Крыжановский, 1997]. Кома функциональный дефект проявлялся клинически, это означало, что патологические изменения достигли такого объёма, при котором механизмы компенсации и перекрытия функции уже стали недостаточными. Клиническая картина латерапизованного поражения мозга, возникшая у наших больных вследствие длительного развития опухоли (2-4 года до начала выраженных клинических проявлений), свидетельствовала о значительном объёме патологических изменений. Механизмы компенсации и перекрытия функции стали недостаточными, возникли новые, патологические по характеру и результатам деятельности интеграции из первично и вторично изменённых образований нервной системы

Повреждение левого полушария, в большей степени изменявшее функционирование десинхронизирующих структур, имеющих преимущественные функциональные связи с левой гемисферой, сопровождалось уменьшением величины МПА мощности

биопотенциалов в передних отделах коры. При поражении правого полушария и большем воздействии на синхрокнзируюшие структуры, связанные функционально преимущественно с правой гемисферой, показатель асимметрии увеличивался в задних областях. Преобразования величины асимметрии мощностей ритмов ЭЭГ в передних отделах при воздействии на левое полушарие, а в задних - при воздействии на правое полушарие можно рассматривать как следствие существующих преимущественных функциональных влияний десинхронизирующих структур на передние отделы коры, а синхронизирующих диэнцефальных образований - на задние отделы неокортекса.

Показатель асимметрии всего мозга при поражении правого полушария был больше, чем при поражении левого (рис 2). У здоровых лиц было показано, что величина МПА мощности биопотенциалов была больше при паттернах ЭЭГ, характеризующихся усилением десинхронизирующих влияний. Усиление десинхронизирующих влияний, в соответствии с данными литературы, свидетельствует об интенсификации метаболических процессов в ткани мозга [Фокин В.Ф., Пономарева Н.В., 2003; Теоёогезси - Ехагси 1.Д970]. Следовательно, при повреждении опухолью правого полушария создавались условия, при которых процессы межполушарного распределения мощности биопотенциалов осуществлялись при большей интенсивности метаболических процессов в мозге, чем при поражении левого.

Изменения показателя асимметрии после удаления опухоли в сопоставлении со здоровыми лицами приведены в таблице 3.

Изменения показателя асимметрии после удаления опухоли корковых отделов левого полушария были сходными с преобразованиями этого показателя у неоперированных пациентов. Величина МПА мощности биопотенциалов уменьшалась в передних отделах коры, и не изменялась в задних областях полушарий (таб. 3.). Как и до операции, разница между передними и задними отделами коры по показателю величины асимметрии мощности биопотенциалов не определялась.

После удаления опухоли корковых структур правого полушария показатель величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов уменьшался в передних и задних отделах неокортекса по сравнению как с дооперационным уровнем, так и с идентичными показателями здоровых лиц (таб. 3) При этом сохранялась разница между передними и задними отделами коры по величине асимметрии мощности биопотенциалов - в передних областях неокортекса этот показатель был больше, чем в задних отделах коры.

Сопоставление значений показателя асимметрии до и после удаления опухоли

Таблица 3.

МПА мощности биопотенциалов в % (абсолютные значения) в передних и задних отделах коры у здоровых лиц и оперированных больных с менингиомами (значения показателя, усреднённые по группам).____

Диапазону эрр^ Средняя величина МПА Здоровые лица Больные с мен левого полз ингиомой гшария Больные с менингиомой правого полушария

передние отделы коры п = 44 задние отделы коры п = 44 передние отделы коры п= 17 задние отделы коры п= 17 передние отделы коры 11=19 задние отделы коры п= 19

Дельта 2б,13± 4,31 # * 17,67± 5,93 17Д6± 3,35* 17,48± 3,3 16,52± 3,94 # *• 10,42± 2,64

Тега 24,48± 5,91 # * 17,34± 5,11 16,3± 2,94* 11,7± 2,11 13,09± 2,96 # * • 9,73± 2,29

Альфа 27,01± 6,67 # 16,87± 6,36 13,09± 3,22* 14,71± 2,69 10,8± 3,26 #• 9,39± 2,95

Бета 22,44± 6,58 # * 14,52± 3,89 16,19± 2,84* 18,04± 3,93 14,0± 3,51 #*• 11,74± 2,54

# - достоверные различия между передними и задними отделами коры (критерий знаков), р<0,05 *- достоверные различи* между передними и задними отделами коры (Т - критерий), р<0,05

• - достоверные различия между показателями асимметрии больных и здоровых лиц (Т - критерий), р<0,05

позволило констатировать сходный характер изменений показателя при повреждении коры левого полушария, которое в большей степени изменяло состояние десинхронизирующих структур. И более вариабельный характер изменений показателя в условиях поражения коры правого полушария, что больше затрагивало синхронизирующие структуры неспецифической системы мозга.

Сходные изменения показателя асимметрии при поражении коры левого полушария и более значительные, с резким переходом от возрастания к уменьшению показателя относительно контрольной группы, при поражении коры правого полушария можно определить как два различающихся между собой способа осуществлять межполушарные взаимодействия по распределению мощности биоэлектрической активности между гемисферами при переходе от одного состояния к другому.

Выявленные преимущественные функциональные влияния десинхронизирующих структур на передние отделы полушарий, а синхронизирующих образований - на задние области коры послужили основанием для применения ещё одной методики сравнительного анализа показателя асимметрии. Величина МПА мощности биопотенциалов сравнивалась при различных состояниях - у здоровых лиц и больных с опухолевым поражением мозга до

и после удаления опухоли - отдельно в зонах преимущественных влияний десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы мозга, распределения мощности биопотенциалов между полушариями в функционально однородных структурах коры - зонах с преимущественными влияниями десинхронизирующих, либо синхронизирующих структур - при разных состояниях мозга в условиях его латерализованного поражения.

На рисунке 3 схематично показаны изменения показателя асимметрии в передних и задних областях неокортекса отделах коры до и после удаления опухоли

Рис 3. Изменения показателя величины асимметрии мощности биопотенциалов в передних и задних отделах коры при поражении полушарий опухолью у неоперированных и оперированных больных: 8,Э,а,р - диапазоны ЭЭГ; * - р<0,05;

О - нулевой уровень - величина показателя асимметрии у здоровых лиц.

В передних отделах полушарий показатель асимметрии на стадии до удаления опухоли изменялся при поражении левого полушария, те. большем воздействии на десинхронизирующую систему. На стадии после удаления опухоли - при поражении левого и правого полушарий, т.е. при воздействии на десинхронизирующую и синхронизирующую системы. Изменения показателя носили сходный характер. В задних отделах полушарий на обеих стадиях - до и после удаления опухоли - показатель не менялся при левополушарном поражении - большем воздействии на десинхронизирующую систему, и изменялся при

28

2«

здниешдыыкоеы.

правополушарном поражении - большем воздействии на синхронизирующую систему, характер ответа при этом инвертировался.

Сходный характер изменений показателя асимметрии в передних отделах полушарий и значительные колебания показателя относительно уровня контрольное руппы в задних отделах полушарий мы определили как два различных способа функционирования десинхронизирующих и синхронизирующих систем. Каждая из этих систем обеспечивает определённую степень неравномерности распределения мощности биоэлектрической активности между гемисферами. При этом каждая из них обладает своим собственным механизмом или способом, которые осуществляют переход от одного состояния к другому. Десинхронизирующая система при переходе от одного состояния к другому обнаружила, во-первых, сходный характер изменений - показатель относительно уровня контрольной группы только уменьшался. Во-вторых, выявилась способность при одном состоянии - у неоперированных больных - изменяться при воздействии на десинхронизирующую систему, при другом состоянии - у оперированных больных - при воздействии на десинхронизирующую и синхронизирующую системы.

Синхронизирующая система при переходе от одного состояния к другому обнаружила, во-первых, определённую «стабильность» реакции на повреждение - в неоперированном и оперированном состояниях изменения показателя асимметрии выявлялись только при воздействии на одну из систем - синхронизирующую, и не выявлялись при воздействии на другую систему - десинхронизирующую. Во-вторых, при переходе от состояния к состоянию - от неоперированного состояния к оперированному -значительно менялся - инвертировался - характер ответа на повреждение

Для подтверждения различающегося характера преобразований величины МПА мощности биопотенциалов в передних и задних отделах полушарий был предпринят анализ изменений показателя при действии функциональных нагрузок - с открыванием глаз и ритмически мелькающим светом. Изменения показателя рассматривались относительно фонового уровня, который принимался за нулевой. У .больных с очаговой патологией мозга в передних отделах коры независимо от латерализации опухоли и стадии патологического процесса - до и после удаления опухоли, обе пробы - с открыванием глаз и ритмически мелькающим светом - сопровождались сходными между собой, небольшими и разнонаправленными относительно фонового уровня изменениями величины МПА мощности биопотенциалов (рис.4).

Рис. 4. Изменения показателя асимметрии при функциональных нагрузках в передних и задних отделах коры у неоперированных и оперированных больных с поражением полушарий опухолью, 8,б,а,Р - диапазоны ЭЭГ; * - р<0,05; по вертикали- величина показателя в условных единицах; I -проба с открыванием глаз; П - проба с ритмически мелькающим светом, 0 - нулевой уровень -величина показателя асимметрии в состоянии спокойного бодрствования

В задних отделах полушарий изменения показателя асимметрии при функциональных нагрузках носили более вариабельный характер. При левополушарном поражении у неоперированных больных при пробе с открыванием глаз показатель величины асимметрии мощности значительно увеличивался, тогда как при пробе с ритмически мелькающим светом отмечались небольшие и разнонаправленные относительно фонового уровня изменения показателя (рис.4). У оперированных больных также определялись неодинаковые реакции на функциональные нагрузки При левосторонней латерализации повреждения в ответ на пробу с открыванием глаз происходило значительное уменьшение показателя асимметрии, а при ритмически мелькающем свете отмечались небольшие изменения показателя относительно фонового уровня (рис. 4). Следует отметить, что при пробе с открыванием глаз менялся характер ответа: до удаления опухоли в ответ на пробу показатель увеличивался, после удаления - уменьшался. При поражении правого полушария у неоперированных и оперированных больных при обе их нагрузках выявлялись сходные между собой -небольшие и разнонаправленные относительно исходного уровня - изменения показателя асимметрии (рис. 4).

I

!

I

! Наблюдавшуюся в передних отделах полушарий меньшую вариабельность изменений

показателя величины асимметрии при функциональных нагрузках (по сравнению с задними отделами), и значительную вариабельность изменений этого показателя в задних отделах полушарий - устойчивую зависимость от латерализации поражения, инверсию характера ответа на пробу после удаления опухоли - мы определили как способность десинхронизирующей и синхронизирующей систем осуществлять процессы межполушарного распределения мощности биоэлектрической активности двумя различающимися между собой способами. Способ «небольших» изменений, не зависящих от латерализации. был присущ десинхронизирующей системе Синхронизирующей системе -способ значительной вариабельности изменений, зависящий от латерализации поражения мозга.

ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МОЗГА БОЛЬНЫХ С СОСУДИСТЫМИ ПОРАЖЕНИЯМИ ПОЛУШАРИЙ С ПОМОЩЬЮ ПОКАЗАТЕЛЯ ВЕЛИЧИНЫ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИИ МОЩНОСТИ БИОПОТЕНЦИАЛОВ

Для исключения влияний на динамику функционального состояния мозга, определяемого по показателю величины МПА мощности биопотенциалов, специфических факторов, обусловленных типом заболевания, была изучена группа больных с локальными поражениями полушарий сосудистой этиологии. Исследовались больные с нарушением мозгового кровообращения в бассейне левой или правой средней мозговой артерии При выборе пациентов учитывалась степень изменений функционального состояния ЦНС У больных с менингиомами, рассматриваемых в работе, функциональное состояние мозга сравнивалось в стадии хронической декомпенсации до удаления опухоли, и в стадии относительной скомпенсированности после удаления опухоли. Обе стадии предполагают наличие компенсаторно-восстановительных перестроек в деятельности мозга, находящих отражение в перестройках биоэлектрической активности [Майорчик В Е, 1957; Добронравова И.С. и др., 1992; Болдырева Г.Н. и др., 2003]. Поэтому были выбраны больные не с острым нарушением мозгового кровообращения, а находящиеся в хронической стадии локального сосудистого поражения, что предполагало наличие достаточно выраженных компенсаторно-восстановительных перестроек функций мозга.

Клиническая картина латерализованного ишемического поражения мозга была сходна с симптоматикой, наблюдаемой у больных с менингиомами, локализованными в корковых структурах больших полушариях. Сходной была электроэнцефалографическая картина:

наиболее часто в обеих группах отмечались ЭЭГ IV типа - дезорганизованного. Различие этими группами состояло в том, что у больных с опухолевыми поражениями мозга отмечалось превалирование патологических знаков, в том числе, очагового характера, на стороне поражения, тогда как в ЭЭГ больных с ишемическими инсультами очаговой симптоматики не отмечалось.

Картирование спектральной мощности биопотенциалов показало, что у пациентов с правополушарными ишемическими поражениями чаще отмечались ЭЭГ с признаками преобладания синхронизирующих влияний, а у больных с левополушарными ишемическими повреждениями - десинхронизирующих влияний из неспецифической системы мозга. Однако статистически достоверных различий между группами с лево- и правополушарными инсультами в распределении паттернов по типам и группам классификации получено не было.

Группу сравнения для больных с локальными сосудистыми повреждениями коры больших полушарий составили близкие им по возрасту пациенты с диффузным поражением сосудов головного мозга. Основанием для выбора такой группы сравнения явилась необходимость выяснения влияния на деятельность неспецифической системы мозга длительно существующего диффузного нарушения мозгового кровообращения, которое, как правило, предшествует развитию локальных сосудистых повреждений Предполагалось достаточно выраженное развитие компенсаторно-восстановительных процессов в деятельности ЦНС, поэтому были выбраны больные, получавшие комплексную терапию с включением препаратов, улучшающих мозговое кровообращение (ксантинол никотинат, сермион, флунаризин, винпоцегин).

Больные группы сравнения по своим электроэнцефалографическим характеристикам приближались к электрофизиологической норме. Сопоставление показателей величины МПА мощности биопотенциалов у больных с диффузной сосудистой патологией мозга и здоровых испытуемых не обнаружило различий между ними. В обеих группах выявились большие значения показателя асимметрии в передних отделах полушарий по сравнению с задними областями коры.

Оценка функционального состояния мозга больных с ишемическими инсультами с помощью показателя величины МПА мощности биопотенциалов выявила различающиеся преобразования показателя асимметрии в зависимости от латерализации повреждения коры головного мозга. В таблице 4 показаны средние значения МПА мощности биопотенциалов в передних и задних отделах коры у больных с ишемическими инсультами в бассейне левой и

правой средней мозговой артерии в сопоставлении со значениями этого показателя у больных с диффузной сосудистой патологией мозга.

Повреждение коры левого полушария в большей степени оказывало воздействие на десинхронизирующие структуры неспецифической системы мозга. Результатом было увеличение МПА мощности биопотенциалов в передних и задних отделах коры. В этих областях неокортекса устанавливалась одинаково высокая степень различий в распределении мощности биопотенциалов между гемисферами (таб. 4).

Таблица 4.

Средняя величина МПА мощности биопотенциалов в % (абсолютные значения) в передних и задних отделах коры у здоровых испытуемых, больных с диффузной сосудистой патологией мозга, больных с локальными сосудистыми нарушениями в бассейне правой и

Диапазон / Больные с Больные с Больные с Больные с Больные с Больные 1

ы / диффузной диффузной ишемическим ишемическим ишемическим ишемическ

ЭЭГ / сосудистой сосудистой инсультом в инсультом в инсультом в инсультом

/ патологией патологией левом левом правом правом

/Труппы мозга мозга полушарии полушарии полушарии полушари

(п = 27) (п = 27) (п = 31) (ч = 31) (а = 28) (п = 28)

Передние Задние Передние Задние Передние Задние

отделы отделы отделы коры отделы коры отделы коры отделы кор

коры коры

Дельта 29,65± 15,42± 32,77± 30,33± 29,77± 24,47±

8,67 # 3,69 8,16 6,92 • 5,98 # 6,36*

Тета 23,81± 15,3± 31,04± 31,85± 23,18± 21,24±

5,23 #* 5,13 7,41 • 6,6 • 4,94 # * 4,16*

Альфа 22,97± 12,34± 28,55± 32,12± 25,09± 23,33±

4,58 #* 4,42 5,53» 8,01 • 5,41 # 5,02*

Бета 22,48± 16,12± 29,64± 30,95± 26,8± 21,44±

4,7 # 2,58 6,6* 7,36 5,74 # * 4,63*

# - достоверные различия между передними и задними отделами коры (критерий знаков), р<0,05 *- достоверные различия между передними и задними отделами коры (Т - критерий), р<0,05

• - достоверные различия между показателями асимметрии больных и здоровых лиц (Т - критерий), р<0,05

При поражении коры правого полушария большее воздействие осуществлялось на

синхронизирующие структуры, следствием было изменение показателя асимметрии в задних отделах полушарий. Как и левополушарное повреждение, повреждение коры правого полушария сопровождалось установлением высокой степени различий в распределении мощности биопотенциалов между гемисферами в передних и задних отделах коры. Однако, в отличие от левополушарного поражения, при правополушарном отмечалась разница между передними и задними областями коры по показателю асимметрии (таб 4) Т е , при большем воздействии на десинхронизирующие структуры изменения показателя асимметрии распространялись на все отделы коры, тогда как при большем воздействии на

синхронизирующие образования изменения показателя ограничивались задними отделами неокортекса.

Преобразования величины МПА мощности биопотенциалов у больных с ишемическими инсультами относительно труппы сравнения имели как сходство, так и отличие от изменений этого показателя в группе пациентов с менингиомами. Сравнение изменений показателя асимметрии в группах больных с менингиомами и ишемическими инсультами проводилось в сопоставлении со здоровыми испытуемыми, так как показатели биоэлектрической активности больных с диффузными изменения сосудов головного мозга были сходными с аналогичными показателями здоровых испытуемых.

Сходство заключалось в зависимости изменений величины МПА мощности биопотенциалов от латерализации повреждения мозга - преобразования показателя при левополушарном поражении отличались от его изменений при правополушарном. Следующее сходство между группами больных с опухолями и локальными сосудистыми поражениями заключалось в изменениях показателя асимметрии при поражении правой гемисферы. У больных с менингиомами и у пациентов с правополушарными ишемическими инсультами этот показатель увеличивался в задних отделах полушарий Изменения показателя асимметрии при правополушарных поражениях разной этиологии показаны на рисунке 5.

Различия между группами с опухолевыми и локальными сосудистыми поражениями мозга выявлялись цри повреждении левой гемисферы. При этой латерализации повреждения направленность изменений показателя асимметрии относительно группы сравнения у больных с ишемическими инсультами и менингиомами была разной Эти изменения показателя асимметрии проиллюстрированы на рисунке 6. Одной из возможных причин выявленных различий могла быть разная степень развития компенсаторно-восстановительных процессов в ЦНС у больных с менингиомами и ишемическими инсультами У пациентов с ишемическими инсулыами на ЭЭГ отсутствовали изменения очагового характера, тогда как у больных с менингиомами такие изменения были выражены Это могло свидетельствовать о лучшем функциональном состоянии мозга больных с локальными сосудистыми поражениями по сравнению с функциональным состоянием мозга пациентов с менингиомами, что и отразилось в неодинаковых изменениях показателя асимметрии.

Выявленные с помощью показателя асимметрии различия между поражениями левой гемисферы разной этиологии, в определённой мере, перекликаются с данными литературы о

Здоровые

в, в, а, р- диапазоны ЭЭГ р<0,05

Менингиомы

Инсульты

Рис. 5. Показатели асимметрии в передних и задних отделах коры у здоровых испытуемы- и больных с правополушарными менингиомами и инсультами; 5,9,а,|5 - диапазоны ЭЭГ, * - достоверные различия между передними и задними отделами коры.

Здоровые

в, в, и, р- диапазоны ЭЭГ *- р<0,03

Мвнингиомы

Инсульты

Рис. 6 Показатели асимметрии в передних и задних отделах коры у здоровых испытуемых и больных с левополушарными менингиомами и инсультами; 5Да,(3 - диапазоны ЭЭГ; * - достоверные различия между передними и задними отделами коры.

различиях компенсаторно-восстановительных процессов при ишемических и опухолевых поражениях мозга. Наряду с данными о лучшем восстановлении функций после ишемических инсультов и травматических повреждений в левом полушарии [Бабенкова C.B., 1971; Белый Б.И., 1975; Куликова Е.И., 1990; Валунов O.A. и др., 2001; Kristof M. и др., 1986], имеются сообщения о более успешном восстановлении функций при поражении правой гемисферы в условиях опухолевого повреждения мозга [Глозман Ж.М. и др., 1990; Глозман Ж.М., 1996].

Сопоставление изменений показателя асимметрии при разной этиологии и сходной латерализации поражения корковых структур больших полушарий позволило к выявленным ранее свойствам десинхронизирующей и синхронизирующей систем добавить новые. К свойствам синхронизирующих структур, выявленных ранее при опухолевом повреждении, а именно: меняться при переходе от одного состояния к другому только при повреждении правого полушария; при смене состояний и функциональных нагрузках инвертировать характер ответа - прибавилось свойство сохранять однотипность ответа на повреждение правой гемисферы различной этиологии. К свойствам десинхронизирующих структур, выявленным ранее, а именно: при одном состоянии - неоперированном - меняться в ответ на повреждение левого полушария, а при другом - оперированном - меняться сходным образом на повреждение левого и правого полушария; сохранять один и тот же характер ответа на функциональные нагрузки независимо от состояния и латерализации повреждения - прибавилось свойство меняться по-разному в зависимости от этиологии латерализованного повреждения мозга.

При сопоставлении величины асимметрии мощности биопотенциалов у больных с менингиомами и ишемическими инсультами выявилась ещё одна особенность - различные соотношения передних и задних отделов коры по величине этого показателя при разной латерализации полушарных повреждений.

На рисунке 7 схематично показана величина показателя асимметрии в передних и задних отделах полушарий при поражении левой гемисферы различного генеза в сопоставлении со здоровыми испытуемыми. У здоровых испытуемых величина межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов в передних отделах коры была больше, чем в задних. При левополушарном поражении мозга любой этиологии различий между этими отделами по показателю асимметрии не наблюдалось.

Ось ордннат-величинв показателя асимметрии

в условных единицах

• р<0,05

Рис 7. Различия между передними и задними отделами коры по показателю асимметрии при поражении левого полушария.

На рисунке 8 показаны соотношения передних и задних областей неокортекса по величине показателя асимметрии при поражении правого полушарий. У здоровых испытуемых, у оперированных пациентов и больных с правополушарным ишемическим повреждением передние отделы полушарий были больше задних по показателю величины асимметрии мощности биопотенциалов.

Можно высказать предположение, что в условиях сохранения неповреждённым левого полушария и соответственно, десинхронизирующих структур, т.е. у здоровых испытуемых, оперированных больных с правосторонними менинпномами, а также у больных с ишемическими инсультами в бассейне правой средней мозговой артерии - при распределении мощности биопотенциалов между полушариями устанавливался определённый баланс между десинхронизирующими и синхронизирующими структурами. Этот баланс заключался в том, что десинхронизирующие структуры ограничивали влияния синхронизирующих образований на процессы межполушарного распределения мощности биоэлектрической активности задними отделами коры.

По-иному складывались взаимодействия десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы по распределению мощности биопотенциалов между полушариями в условиях сохранности правого полушария, т е. в условиях функционального

Ось ордннгг-велячвня показателе яснмметрия

в условных еданяиях

* - р<0,05

Рис 8. Различия между передними и задними отделами коры по показателю асимметрии при поражении правого полушария.

преимущества синхронизирующих образований. В этом случае в передних и задних отделах полушарий возникали одинаковые условия для процессов межполушарного распределения мощности биопотенциалов и по показателю величины асимметрии мощности биопотенциалов передние и задние отделы коры не имели различий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При оценке функционального состояния мозга здоровых лиц с помощью показателя величины асимметрии мощности биопотенциалов выявились различия между передними и задними отделами коры: величина МПА мощности биопотенциалов в передних областях неокортекса была больше, чем в задних. Различия между мощностными характеристиками биоэлектрической активности двух гемисфер, или различия между функциональными состояниями полушарий, могут отражать неодинаковые условия для межполушарного обмена информацией, существующие в разных отделах коры - в лобно-височных областях по сравнению с центрально-теменно-затылочными.

При сравнении показателей асимметрии у испытуемых с разными типами ЭЭГ были выявлены большие значения этого показателя при десинхронизированных паттернах Ш типа.

I I

Десинхронизированные ЭЭГ характеризуются усилением активирующих влияний на кору со стороны лимбико-ретикулярного комплекса.

Изучение участия неспецифической системы мозга в процессах межполушарного взаимодействия при унилатеральном повреждении мозга опухолевой этиологии позволило установить различающиеся свойства десинхронизирующих и синхронизирующих образований этой системы при переходе от одного уровня функционального состояния к другому - от состояния до удаления опухоли к состоянию после её удаления Десинхронизирующие структуры неспецифической системы мозга обнаружили свойство осуществлять переход от одного состояния к другому способом небольших изменений, тогда 4 как синхронизирующие - путём значительных изменений показателя, с инверсией характера

ответа. Эти особенности функционирования десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы мозга подтвердились при изучении изменений показателя асимметрии при функциональных нагрузках - с открыванием глаз и ритмически мелькающим светом

Полученные результаты можно рассматривать как свидетельство асимметрии в способах функционирования десинхронизирующих и синхронизирующих образований неспецифической системы, функционально связанных с левым и правым полушарием.

Динамика показателя величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов при унилатеральном опухолевом поражении коры головного мозга подтвердила существующие в литературе представления о неодинаковых функциональных связях полушарий со структурами неспецифической системы. Изменения показателя асимметрии в передних отделах полушарий при поражении левой гемисферы свидетельствовали о преимущественных влияниях на процессы межполушарного распределения мощности биопотенциалов десинхронизирующих стволовых структур, к связанных с левым полушарием. Изменения в задних областях неокортекса при поражении

правого полушария свидетельствовали о преимущественных влияниях на процессы межполушарного распределения мощности биопотенциалов диэнцеф&тьных синхронизирующих образований, связанных с правым полушарием.

Установленные особенности функциональных связей различных отделов неспецифической системы мозга со структурами коры позволили объяснить различия между передними и задними отделами коры, обнаруженные с помощью показателя асимметрии у здоровых испытуемых - в передних отделах величина показателя была больше, чем в задних Бблыпая величина показателя асимметрии в передних отделах коры может

свидетельствовать о большем уровне процессов энергообмена в тканях мозга при осуществлении процессов межполушарного взаимодействия по распределению мощности биоэлектрической активности между гемисферами по сравнению с задними областями неокортекса.

Характер патологического процесса при унилатеральном поражении мозга, несомненно, имеет значение для развития компенсаторно-восстановительных процессов в ЦНС, что вносит вклад в специфику межполушарного взаимодействия Поэтому анализ межполушарных взаимодействий с помощью показателя величины асимметрии мощности биопотенциалов был осуществлён у больных с униполушарными поражениями корковых структур головного мозга другой этиологии - локальной сосудистой патологией. Выявилось как сходство, так и различия в изменениях показателя. Сходными были изменения показателя при правополушарном поражении, в большей степени воздействующем на синхронизирующие структуры неспецифической системы мозга, различными - при левополушарном поражении коры головного мозга, в большей степени воздействующем на десинхронизирующие образования. Сходство заключалось также в зависимости изменений показателя асимметрии от латерализации поражения.

Сравнение изменений показателя асимметрии при разной этиологии униполушарного поражения коры головного мозга позволило предположить, что в условиях сохранения неповреждённым левого полушария и соответственно, десинхронизирующих структур, при распределении мощности биопотенциалов между гемисферами устанавливался определённый баланс между десинхронизирующими и синхронизирующими отделами неспецифической системы мозга. Десинхронизирующие структуры ограничивали влияния синхронизирующих образований на процессы межполушарного распределения мощности биоэлектрической активности задними отделами коры.

ВЫВОДЫ

1. Величина межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов отражает процессы взаимодействия полушарий по распределению мощности биоэлектрической активности между ними, являясь интегральным показателем функционального состояния мозга.

2. В показателе величины межполушарной асимметрии мощности находят огражение функциональные различия структур коры головного мозга. Передние отделы коры здоровых лиц характеризуются более высокими значениями показателя, чем задние области неокортекса.

3 Десинхронизирующие и синхронизирующие структуры неспецифической системы мозга при латерализованных поражениях коры больших полушарий (менингиомы и локальные сосудистые нарушения) обнаруживают различия функциональных связей: десинхронизирующие структуры оказывают преимущественные влияния на передние отделы коры, а синхронизирующие - на задние отделы неокортекса.

4 Десинхронизирующие структуры неспецифической системы мозга осуществляют межполушарные взаимодействия по распределению мощности биопотенциалов между гемисферами при более высоком уровне различий функциональных состояний полушарий, чем синхронизирующие структуры.

5. В условиях латерализованного поражения коры больших полушарий "енингиомой десинхронизирующие структуры неспецифической системы мозга обнаруживают свойство осуществлять переход от одного состояния к другому способом небольших изменений; синхронизирующие - путём значительных изменений показателя, с инверсией характера ответа.

6. При латерализованном поражении коры головного мозга менингиомами в корковых зонах с преобладающими влияниями десинхронизирующих структур характер преобразований показателя асимметрии при функциональных нагрузках у неоперированных и оперированных не зависит от латерализации повреждения коры. В зонах коры с преобладающими влияниями синхронизирующих структур неспецифической системы мозга выявляется вариабельность, разновариантность изменений показателя, зависящая от латерализации поражения и состояния до или после операции.

7. Локальное латерализованное сосудистое поражение коры головного мозга и диффузная сосудистая патология коры оказывают разное воздействие на неспецифическую систему мозга. Локальное сосудистое поражение коры левого или правого полушария имеет латерализационную специфику влияния на десинхронизирующие и синхронизирующие структуры неспецифической системы, диффузная сосудистая патология коры - не имеет

8 Десинхронизирующая система имеет свойства' 1) устанавливать межполушарное

распределение мощности биопотенциалов на высоком уровне величины асимметрии, 2)

оказывать преимущественное влияние на! 1 ^ИОНА^ЬНАЯ'0''Ь'' ^ осУществлять

БИБЛИОТЕКА I СЯсмНт '

О» Я» 1И 1 33

межполушарные взаимодействия по распределению мощности биопотенциалов между гемисферами без резких изменений показателя величины асимметрии.

9. Синхронизирующая система имеет свойства: 1) устанавливать межполушарное распределение мощности биопотенциалов на низком уровне величины асимметрии; 2) оказывать преимущественное влияние на МПА в задних отделах коры; 3) осуществлять межполушарные взаимодействия по распределению мощности биопотенциалов между гемисферами путём значительных, резких (дискретных) изменений показателя величины асимметрии.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Советов А.Н., Зверева З.Ф., Равикович М.А. Электрофизиологические характеристики компенсаторных и восстановительных процессов в ЦНС у нейрохирургических больных с учётом латерализации повреждения // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 1990. - № 4. - С.34-37.

2.Советов А.Н., Зверева З.Ф., Романова Г.А., Добрынин В.П., Ногина С.П., Наумкина Е.С. Восстановительные процессы в ЦНС после её травматического или ишемического повреждения // Организованный мозг. Материалы конференции - М., 1993 - С. 59

3 Советов А.Н., Романова Г.А., Зверева З.Ф., Ногина С.П. Компенсаторные процессы в ЦНС после её травматического и ишемического повреждения // Тезисы докладов Съезда физиологического Общества 3-4 ноября 1993 г. М., 1993. - С. 57.

4.Советов А.Н., Зверева З.Ф., Борзунов А.Н. Состояние межполушарной асимметрии у больных в восстановительном периоде после одностороннего повреждения коры головного мозга // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 1993. - № 4. - С.26 - 29.

5. Зверева З.Ф. Механизмы межполушарных взаимодействий в процессе восстановления нарушенных функций мозга после его одностороннего повреждения // Вестник РАМН. - 1994. - № 4. - С. 19 - 22.

6. Zvereva Z.F. Electroencephalographic characteristics of the compensatory process in neurosurgical patients. S-Pt., June 22-24, 1994 // In: Physiology and biochemistry basis of brain activities. -1994. - P. 35-36.

7. Советов A.H., Зверева З.Ф., Наумкина E.C., Погожева E.H. Динамика межполушарной асимметрии у нейрохирургических больных до и после удаления очага

повреждения одного из полушарий при воздействии функциональных тестов // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 1995. -№ 2. - С 95 - 98.

8. Зверева З.Ф., Наумкина Е.С. Электрофизиологическая характеристика компенсаторного процесса у нейрохирургических больных // Материалы международного симпозиума «Восстановительная неврология-3». - М., 1995. - С. 84-86.

10. Советов А.Н., Зверева З.Ф., Добрынин В.П. Пластические процессы повреждённого мозга // Материалы симпозиума «Современные представления и структурно -функциональная организация мозга» (тезисы докладов). - М., 1995 - С.97.

11. Советов А.Н., Зверева З.Ф., Синяков B.C., Погожева E.H. Межполушарная асимметрия при одностороннем повреждении мозга // Патологическая физиология и экспериментальная медицина. - 1996. - №2. - С. 6-9.

12 Советов А.Н., Зверева З.Ф., Ногина С.П. Механизмы компенсаторно-восстановительных процессов мозга после ишемического и травматического повреждения // Первый Российский конгресс по патофизиологии. - Москва, 1996. - С 27.

13. Ванчакова Н.П., Зверева З.Ф. Нейрофизиологические характеристики компенсаторно-восстановительных процессов при поражении одного из полушарий // 3-я Северо-Западная научно-практическая конференция по проблемам внезапной смерти 25-27 мая 1998. Материалы конференции. - СПб., 1998. - С.203.

14. Зверева З.Ф Парная деятельность полушарий при одностороннем повреждении мозга // Сборник научных трудов, посвященный 50-ю клинической больницы №6. - М., 1998 -С. 180-182.

15. Зверева З.Ф. Величина асимметрии мощностей ритмов ЭЭГ как отражение процессов межполушарных взаимодействий // Механизмы адаптивного поведения. СПб., 1999г.-С. 54-55.

16. Зверева З.Ф., Ванчакова Н.П. Величина асимметрии мощностей ритмов ЭЭГ как показатель процессов межполушарного взаимодействия при диффузных и локальных поражениях головного мозга // Прогресс и проблемы в диагностике и лечении заболеваний сердца и сосудов. Материалы юбилейной конференции. СПб., 2000г. - С. 145.

17. Советов А.Н., Зверева З.Ф. Электрофизиологические характеристики показателей межполушарной асимметрии при восстановительных процессах мозга после его одностороннего повреждения // Вестник РАМН. - 2000. - №3. - С.7-11.

18. Зверева З.Ф. Величина асимметрии мощностей ритмов ЭЭГ как показатель процессов межполушарного взаимодействия // Второй Российский конгресс по патофизиологии. Тезисы докладов. М., 2000. - С.112.

19. Торубаров Ф.С., Зверева З.Ф , Приходько А Е. Случай повреждения мозга пучком протонов сверхмощной энергии (клинико-патофизиологический анализ) // Журн невропатологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2002. № 4. С.45-48.

20. Ванчакова Н.П., Зверева З.Ф. Межполушарная асимметрия мощности биопотенциалов - интегративный показатель энергетики мозга в норме и патологии // «Материалы IV международного конгресса по интегративной антропологии» СПб., 2002. -С.47-49.

21. Торубаров Ф С. Зверева З.Ф. Опыт комплексной оценки состояния здоровья у больных разного возраста (клинико-психофизиологическое исследование) // II научно-практическая конференция «Научные и практические аспекты современного состояния медицинского и психофизиологического обеспечения персонала ядерно-энергетического комплекса» (тезисы докладов). М., 2002. - С. 31.

22. Зверева З.Ф. Оценка функционального состояния мозга по показателю величины асимметрии мощности биопотенциалов ЭЭГ // Журн невропатологии и психиатрии им С.С.Корсакова. 2003. № 1. С.23-26.

23. Зверева З.Ф. Величина асимметрии мощности ритмов ЭЭГ как показатель функционального состояния мозга // Патологическая физиология и экспериментальная медицина. - 2003. - № 4. - С.41 - 44.

24. Торубаров Ф.С., Зверева 3 Ф. ЭЭГ- анализ функционального состояния ЦНС у неврологических больных на анализаторе «Энцефалан 131 01» // Конференция «Медицинские информационные системы» Таганрог, 2002 - С 32

25. Торубаров Ф.С, Зверева З.Ф., Бушманов А.Ю. Оценка риска сосудистых заболеваний головного мозга у лиц, подвергающихся внешнему воздействию малых доз ионизирующей радиации // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2004 № 2. С. 17-20.

Сдано в печать 10 декабря 2004г. Объем печати 1 п.л. Заказ № 513. Тираж 110 экз. Отпечатано: ООО «Спринт-Принт» г. Москва, ул. Краснобогагырская, 92 тел.: 963-41-11, 964-31-39

4

РНБ Русский фонд

2006-4 2096

i

Актуальность темы. Исследование структурно-функциональной организации асимметрии мозга человека относится к числу наиболее сложных междисциплинарных проблем, интенсивно разрабатываемых в последние десятилетия [Костандов Э.А., 1983; Бианки В.Л., 1985, 1989а; Мосидзе В.М., Эзрохи В.Л., 1986; Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А., 1988; Вартанян Г.А., Клементьев Б.И., 1991; Деглин В.Л., 1996; Овчинникова Н.Д., 1998; Пахомова А.С., 2000; Flor-Henry Р., 1983, 1989, 2001; Cohen G., 1973, 1975; Hellige J.D. и др., 1984; Glezer V.D., 1995; Davidson R.J., 1992а, 1992b, 1993; Springer S.P., Deutch G., 1998; Browning R.A., 1995; Bruder G.E., 1995; Shaw G.L. и др., 1999].Начавшиеся в середине 20 века исследования асимметрии на здоровых людях выявили существование моторной, сенсорной асимметрии и асимметрии высших психических функций - речи, сознания, эмоций, характеристик индивидуального пространства и времени [Симмерницкая Э.Г., 1978; Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н., 1977; Доброхотова Т.А. и др., 1996; Sperry R.W., 1961, 1974; Gordon H.W., 1974; Gazzaniga M.S., Le Doux J., 1978; Silberman E.K., 1986; Ambrus G., 1988; Martinez А. и др., 1997].Изучение больных с расщеплённым мозгом показало, что полушария обладают своей памятью, языком, стратегией обработки информации и даже своим сознанием [Sperry R.W. и др., 1966, 1974; Gazzaniga M.S.,1967, 1970; Lassonde М. и др., 1986; Spencer S.S., 1988]. К сходному заключению пришёл Деглин В.Л. с соавторами [Деглин В.Л., 1973; Деглин В.Л. и др., 1986, 1995, 1996], суммируя факты, полученные у больных после однополушарных лечебных электрошоков.Дальнейшие исследования в области функциональной асимметрии мозга позволили сделать вывод о том, что регуляция функций человеческого организма по-разному осуществляется структурами правого и левого полушарий [Волошина Н.П., 1997; Гриндель О.М., 1968, 1985; Доброхотова T.A., 1993, 1996; Симонов П.В., и др.,1995; Bradshaw G.L., 1981, 1983; Creutzfeldt O.D. и др., 1976, 1985; Spencer S.S. и др., 1985, 1988; Merrin EX., Fein G., 1986; Davidson R.J., 1993; Mattay V.S., 1997; Merrin E.L. и др., 1997].Была установлена функциональная асимметрия подкорковых центров вегетативной нервной системы, лимбической системы мозга [Леутин В.П., Николаева Е.И., 1988; Шмидт, Тевс, 1996; Симонов П.В., 1998]. На уровне продолговатого мозга была выявлена асимметрия влияния центров регуляции кровяного давления [Лемус В.Б., 1974; Kresowik Т. и др., 1991; Craft R.M. и др., 1992;]. Было показано, что выраженность асимметрии определяет адаптивность организма. При этом левое полушарие, являющиеся у правшей доминирующим, участвует в регуляции функциональных систем организма при адаптации [Леутин В.П., Николаева Е.И., 1988; Ещенко В.В., 1998].Считается, что функциональная асимметрия формируется на базе биохимической асимметрии, находящей свое отражение в неравномерном распределении нейротрансмиттеров между парными структурами головного мозга. Установлено, что концентрация дофамина, серотоннна выше в левом, полосатом теле, чем в правом, а опиатных рецепторов в 2,3 раза больше в коре правого полушария [Вартанян Г.А., Клементьев Б.И., 1991; Вейн A.M., Авруцкий М.Я., 1997; Розен А.Д., 1995]. Было показано, что асимметрия может изменяться в зависимости от обстановочной афферентации и в процессе онтогенеза [Иванов B.C. и др., 1976; Невская А.А., Леушина Л.И., 1990а, 1990b; Фарбер Д.А., 1990; Князева М.Г., Фарбер Д.А., 1990; Григорян В.Г. и др., 2000; Kocel К.М., 1980; Shibasaki Н. и др., 1980; Pfurtshceller О. и др., 1993; Tecchio F. и др., 1997; Sato К. и др., 1997].Изучение больных с расщеплённым мозгом привлекло внимание к роли срединных структур в становлении функциональной асимметрии полушарий, проявляющейся только при полной их соединённости друг с другом [Sperry R.W., 1966, 1974; Gazzaniga M.S., 1970; Gazzaniga M.S., LeDoux J., 1978; Montplaisir J. и др., 1990]. Среди срединных структур мозга важнейшая роль в регуляции уровня активности ЦНС принадлежит неспецифической системе [Костюк П.Г., 1978; Moruzzi G., Magoun H.W., 1949]. Многочисленные исследования привели к представлению о её гетерогенности. Следствием явилось установление разнородности восходящих влияний из неспецифической системы на кору больших полушарий и выделение в ней двух систем - десинхронизирующей и синхронизирующей [Поворинский А.Г., 1971; Зенков Л.Р., 1991, 1996; Зенков Л.Р. и др., 1995; Batini С, Moruzzi G., 1959; Browning R.A., 1985; Gasser Т. и др., 1985; Roth В. и др., 1986].Имеются клинические данные, подтверждённые в электрофизиологических исследованиях, о неравнозначной функциональной связи образований неспецифической системы стволового и диэнцефального уровня с полушариями мозга [Брашна Н.Н. и др., 1966, 1988; Доброхотова Т.А., 1977; Болдырева Г.Н., 1973, 2000; Болдырева Г.Н. и др., 2000, 2003; Добронравова И.С., 1996; Жаворонкова Л.А., 1990, 2000; Жаворонкова Л.А., Добронравова И.С., 19936; Шарова Е.В. и др., 1991, 1993; Шарова Е.В., 1999]. На основании этих данных сформировалось представление о преимущественных функциональных связях левого полушария с десинхронизирующими структурами ствола, а правого полушария - с синхронизирующими диэнцефальными образованиями.Вместе с тем, участие десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы мозга в формировании функциональной межполушарной асимметрии остаётся во многом невыясненным.Неравнозначность функциональных связей разных отделов неспецифической системы с левым и правым полушариями позволяет предположить несходный, асимметричный характер взаимодействия этих образований в ходе парной работы полушарий при формировании целостной деятельности мозга.Объединение полушарий мозга в целостную динамическую систему межполушарных отношений возможно на основе общего свойства [Николис Г., Пригожин И., 1979; Янковский Я., 1999]. В качестве такого свойства можно рассматривать уровень кортикальной активации [Кирой В.Н., 1987; Аганянц Е.К. и др., 1994а, 19946; Лаврова О.В., 1996; Вольф И.В., 2001; Brumback R.A., 1981; Heller W., Nitschke J.B., 1993]. В работах по изучению физиологических механизмов межполушарного взаимодействия с помощью ЭЭГ было показано, что выполнение когнитивных задач, или выработка автоматизмов сопровождается мозаичным, динамично меняющимся распределением зон кортикальной активации между полушариями [Николаенко Н.Н., 1974; Сулимов А.В. и др., 2000; Morihisa J.M., 1973; Fernandez Т., Harmony Т. и др., 1995; Schack В., Krause P.J., 1995]. При этом характер динамично меняющейся структуры центров активации жестко связан с типом предъявляемой задачи и даже может служить предиктором успешности её выполнения [Шеповальников А.Н., Цицерошин М.Н., 1999].Исследование межполушарных взаимоотношений путём определения межполушарных сдвигов активации с помощью ЭЭГ и других электрофизиологических показателей является широко используемым приёмом [Трембач А.Б. и др., 1990; Егоров АЛО. и др., 1999; Степанян АЛО. и др., 2003; Davidson R.J., 1979, 1989; Scelenbeger W., и др., 1996].Распределение кортикальной активации между гемисферами, создаваемое с участием десинхрониизрующих и синхронизирующих структур, представляется актуальным условием для осуществления информационного обмена между полушариями при их взаимодействии. Основное внимание при этом направляется на установление преобладания активации в левом или правом полушарии, что позволяет устанавливать доминирование левой или правой гемисферы в осуществлении мозговых функций. Мы предположили, что при осуществлении межполушарных взаимодействий значимым условием будет не только большая активация одного полушария по сравнению с другим, но и величина различий между гемисферами в степени активации. Способность устанавливать большую или меньшую разницу между гемисферами в степени активации, по нашему предположению, может быть значимой характеристикой функционального состояния мозга.В нашей работе мы попытались изучить свойства, присущие десинхронизирующей и синхронизирующей системам при осуществлении парной деятельности мозга. Такое исследование представляется весьма актуальным, поскольку может дать новые представления о патофизиологии высших психических функций человека, и базу для разработки новых методов их компенсации.Целью настоящего исследования явилось изучение свойств десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы мозга, проявляющихся в процессах межполушарпого взаимодействия по распределению мощности биоэлектрической активности между гемисферами в норме и в условиях патологии.Для достижения этой цели решались следующие конкретные задачи; - исследовать функциональное состояние мозга здоровых лиц при помощи стандартных методов визуального анализа и картирования спектральной мощности ЭЭГ, результаты сопоставить с оценкой функционального состояния мозга при помощи показателя величины межполушарнои асимметрии мощности биопотенциалов; - установить с помощью показателя асимметрии характеристики межполушарпого распределения мощности биопотенциалов в различных корковых структурах у здоровых лиц; - изучить функциональное состояние мозга у больных с лево - и правополушарной локализацией опухолей до и после их удаления методами клинического и электроэнцефалографического анализа; - провести сравнительный анализ изменений функционального состояния мозга до и после удаления опухоли в сопоставлении со здоровыми лицами с помощью показателя величины межполушарнои асимметрии мощности биопотенциалов; - изучить клиническую и электроэнцефалографическую картину у больных с последствиями ишемических инсультов в бассейне левой и правой средней мозговой артерии; результаты сопоставить с оценкой функционального состояния мозга при помощи показателя величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов; - провести сравнительный анализ изменений функционального состояния мозга у больных с последствиями ишемических инсультов в бассейне левой и правой средней мозговой артерии в сопоставлении со здоровы лицами и пациентами с диффузной сосудистой патологией мозга с помощью показателя асимметрии; - провести сравнительный анализ изменений функционального состояния мозга у больных с лево- и правополушарными ишемическими инсультами, и у больных с повреждением левого и правого полушарий менинпюмами до и после удаления опухоли при помощи показателя асимметрии.Научная новизна работы.Методом анализа изменений показателя величины асимметрии мощности биопотенциалов установлено существование влияний десинхронизирующих структур неспецифической системы мозга преимущественно на передние отделы неокортекса, а синхронизирующих на задние отделы неокортекса.Впервые показано, что под влиянием десинхронизирующих и синхронизирующих структур неспецифической системы мозга между полушариями устанавливается различная степень неравномерности мощности биопотенциалов. Десинхронизирующие структуры способствуют установлению больших различий между состояниями полушарий по сравнению с синхронизирующими структурами.Впервые установлено, что синхронизирующие и десинхронизирующие структуры неспецифической системы мозга обеспечивают переход от одного уровня функционального состояния к другому различающимися способами.Десинхронизирующие структуры - без резких изменений функционального и состояния, синхронизирующие - путём значительного и резкого его изменения.С помощью показателя величины асимметрии обнаружено, что десинхронизирующая система оказывает влияния на синхронизирующую систему, ограничивая область преимущественного влияния последней задними отделами неокортекса.На контингенте больных с латерализованным опухолевым и ишемическим повреждением мозга с помощью анализа величины асимметрии мощностей ритмов ЭЭГ подтверждено существование латерализации функционирования восходящей ретикуло - кортикальной неспецифической системы регуляции уровня функциональной активности мозга.Практическая значимость. Изучение нейрофизиологических механизмов межполушарных взаимодействий у больных, перенесших нейрохирургическое вмешательство по поводу органического повреждения мозга, и пациентов с локальными сосудистыми поражениями полушарий мозга представляет важный аспект в практике научного анализа интегративной деятельности мозга. Установленные в работе факты латерализации восходящих влияний неспецифической ретикулокортикалыюй системы, существования влияний десинхронизирующих структур неспецифической системы мозга преимущественно на передние отделы неокортекса, а синхронизирующих - на задние отделы коры, а также выявленные свойства десинхронизирующих и синхронизирующих структур устанавливать неодинаковую степень различий между состояниями полушарий и обеспечивать разновариантный переход от одного уровня функционального состояния к другому углубляет представления о межполушарной функциональной асимметрии мозга.Исследование участия десинхронизирующих и синхронизирующих структур в процессах взаимоотношений полушарий создает возможность для углублённой и более точной оценки состояния неспецифической системы мозга, являющейся основой регуляции вегетативных функций организма. Это важно для диагностики соматических заболеваний, ведущую роль в патогенезе которых играют нарушения нервной регуляции функций организма. А также для уточнения степени повреждения мозга и состояния компенсаторно-приспособительных механизмов у больных нейрохирургического и неврологического профиля, поскольку позволяет оценить степень нарушения функций и стадию развития патологического процесса. Изучение перестроек, происходящих в совместной деятельности двух полушарий при восстановлении функций мозга, позволяет определить патогенетические критерии компенсаторного процесса, что является существенным аспектом для прогнозирования исхода восстановительного процесса и разработки методов патогенетической коррекции нарушенных функций.Основные положения, выносимые на защиту.В показателе величины межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов, характеризующем условия межполушарного взаимодействия по распределению мощности биоэлектрической активности между гемисферами, находят отражение функциональные различия структур коры головного мозга. В передних отделах коры здоровых лиц межполушарные взаимодействия осуществляются при более высоких значениях показателя, чем в задних областях неокортекса.При очаговой патологии коры больших полушарий различной этиологии - поражение опухолью, локальное сосудистое поражение выявляется латерализационная специфика влияний десинхронизирующей и синхронизирующей структур неспецифической системы на процессы межполушарного распределения мощности биопотенциалов.Десинхронизирующие структуры оказывают преимущественное функциональное влияние на передние отделы коры, синхронизирующие - на задние области неокортекса. Под влиянием десинхронизирующих образований неспецифической системы мозга между гемисферами устанавливается большая степень различий по мощностным характеристикам биопотенциалов, чем под влиянием синхронизирующих.Переход от одного уровня функционального состояния к другому под влиянием десинхронизирующих и синхронизирующих образований неспецифической системы мозга происходит различными способами. При преобладании десинхронизирующих влияний переход от одного уровня функционального состояния к другому происходит по способу небольших изменений распределения мощности биопотенциалов между полушариями, при доминировании синхронизирующих влияний - путём значительных изменений.Десинхронизирующие и синхронизирующие структуры неспецифической системы при униполушарных поражениях коры головного мозга различной этиологии проявляют латерализационные особенности. При большем воздействии на десинхронизирующие структуры в условиях повреждения коры левого полушария изменения распределения мощности биопотенциалов между гемисферами отличаются от изменений при большем воздействии на синхронизирующие структуры в условиях повреждения коры правого полушария.Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на: IV"-Всесоюзном съезде патофизиологов (Москва, 1989), Конференции «Организованный мозг» (Москва, 1993), Международном симпозиуме «Физиологические и биохимические основы деятельности мозга» (СанктПетербург, июнь 22-24, 1994), Международном симпозиуме «Восстановительная неврология - 3» (Москва, 1995), Симпозиуме «Современные представления и структурно-функциональная организация мозга» (Москва, 1995), Первом Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием (Москва, 1996), Конференции, посвященной 50летию клинической больницы №6 (Москва, 1998), Конференции по проблемам внезапной смерти 25-27 мая 1998 (Санкт-Петербург), Конференции, посвященной 100-летию кафедр факультетской хирургии и факультетской терапии Санкт-Петербургского государственного университета имени академика И.П.Павлова (Санкт-Петербург, 2000), Втором Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием (Москва,2000), на IV международном конгрессе по интегральной антропологии(Санкт - Петербург, 2002).

ВЫВОДЫ

1. Величина межполушарной асимметрии мощности биопотенциалов отражает процессы взаимодействия полушарий по распределению мощности биоэлектрической активности между ними, являясь интегральным показателем функционального состояния мозга.

2. В показателе величины межполушарной асимметрии мощности находят отражение функциональные различия структур коры головного мозга. Передние отделы коры здоровых лиц характеризуются более высокими значениями показателя, чем в задние области неокортекса.

3. Десинхронизирующие и синхронизирующие структуры неспецифической системы мозга при латерализованных поражениях коры больших полушарий менингиомой обнаруживают различия функциональных связей: десинхронизирующие структуры оказывают преимущественные влияния на передние отделы коры, а синхронизирующие - на задние отделы неокортекса.

4. Десинхронизирующие структуры неспецифической системы мозга осуществляют межполушарные взаимодействия по распределению мощности биопотенциалов между гемисферами при более высоком уровне различий функциональных состояний полушарий, чем синхронизирующие структуры.

5. В условиях латерализованного поражения коры больших полушарий менингиомой десинхронизирующие структуры неспецифической системы мозга обнаруживают свойство осуществлять переход от одного состояния к другому способом небольших изменений; синхронизирующие - путём значительных изменений показателя, с инверсией характера ответа.

6. При латерализованном поражении коры головного мозга мениншомами в корковых зонах с преобладающими влияниями десинхронизирующих структур характер преобразований показателя асимметрии при функциональных нагрузках у неоперированных и оперированных не зависит от латерализации повреждения коры. В зонах коры с преобладающими влияниями синхронизирующих структур неспецифической системы мозга выявляется вариабельность, разновариантность изменений показателя, зависящая от латерализации поражения и состояния до или после операции.

7. Локальное латерализованное сосудистое поражение коры головного мозга и диффузная сосудистая патология коры оказывают разное воздействие на неспецифическую систему мозга. Локальное сосудистое поражение коры левого или правого полушария имеет латерализационную специфику влияния на десинхронизирующие и синхронизирующие структуры неспецифической системы, диффузная сосудистая патология коры — не имеет.

8. При поражении коры больших полушарий различной этиологии -опухолевой и локальной сосудистой - имеются латерализационные особенности преобразования показателя асимметрии: изменения при поражении коры левой гемисферы отличаются от изменений при поражениях коры правой.

9. Десинхронизирующая система имеет свойства: 1) устанавливать межполушарное распределение мощности биопотенциалов на высоком уровне величины асимметрии; 2) оказывать преимущественное влияние на МПА в передних отделах коры; 3) осуществлять межполушарные взаимодействия по распределению мощности биопотенциалов между гемисферами без резких изменений показателя величины асимметрии.

10.Синхронизирующая система имеет свойства: 1) устанавливать межполушарное распределение мощности биопотенциалов на низком уровне величины асимметрии; 2) оказывать преимущественное влияние на МПА в задних отделах коры; 3) осуществлять межполушарные взаимодействия по распределению мощности биопотенциалов между гемисферами путём значительных, резких (дискретных) изменений показателя величины асимметрии.

264