Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Распространение генерализованных процессов в структурах головного мозга в условиях искусственной асимметрии проводящих путей мозгового ствола

П £ 9 7

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ им. П. К. АНОХИНА

На правах рукописи УДК 612.882.3+612.882.6+616.8.009.24

АСЛАНОВА Мушвига Али кызы

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГЕНЕРАЛИЗОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ В СТРУКТУРАХ ГОЛОВНОГО ДЮЗ ГА В УСЛОВИЯХ ИСКУССТВЕННОЙ АСИММЕТРИИ ПРОВОДЯЩИХ ПУТЕЙ МОЗГОВОГО СТВОЛА

(14.00.17 — нормальная физиология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва — 1992

/

■г

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте мозга РАМН

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ:

доктор медицинских наук, профессор Н. Н. Любимов

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор медицинских наук, профессор В. Г. Зилов доктор медицинских наук, профессор В. П. Подачин доктор медицинских наук, профессор А. Н. Советов

ВЕДУЩЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ — НИИЭМ РАМН, г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится « 2-й » \\\-0\\£) 1992 г. в час.

на заседании специализированного Ученого совета Д 001.08.01 при Научно-исследовательском институте нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН (103009, Москва, ул. Герцена, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН.

Автореферат разослан « ^^ » 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат медицинских паук

В. А. Гуменюк

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

V.

ссиртаций

Актуальность исследования. Широков привлечение различных

методических подходов и концепций к изучению функций центральной нервной системы является примечательной особенностью современной нейрофизиологии. Работы И.П.Павлова, П.К.Анохина, И.Н.Филимонова, J.Ecoles, С.А^Саркисова, К.В.Судакова, H.Sperry, Я.Dement, ll.Jouvet, Н.П.Бехтеревой, О.С.Адрианова, H.H.Любимова и их сотрудников и др. служат ярким примером системных исследований нервной системы, в которых в большей пли меньшей степени отражены и представления о системообразующих факторах исследуемой функции, о ее локализации, о возбудительных процессах, протекающих в ней, о компенсаторно-восстановительных перестройках, имеющих место при различных* повреждениях нервной системы. Во всех этих исследованиях прослеживается одна единая цель - попытка выделить и полнее изучить в центральной нервной системе сцепление механизмов и связей, ответственных за исследуемую функцию. В то se время она не исключает возмок-ности объединить изучаемую функцию с другими функциями и процессами, сосуществующими в центральной нервной системе.

В настоящее время известны два основных состояния, в которых могут находиться нервные клетки: возбуждение и торможение. Любая, даже самая простая реакция организма невозможна, если оба эти процесса не сосуществуют.

"Вся наша нервная деятельность, - писал И.П.Павлов, - состоит из двух процессов: из раздражительного и тормозного, и вся наша жизнь есть постоянная встреча, соотношение этих процессов. .. Отношения между раздражительными и тормозными процессами, баланс между ними определяют все наше поведение - здоровое и больное" (И.П.Павлов. Полное собрание сочинений. - Г.1.-Л., 1951, стр. 411).

Все вышесказанное в полной мере относится п к механизмам. генерализованных процессов, протекающих в центральной нервной системе.

Несмотря на многочисленные исследования путей и механизмов распространения генерализованных процессов в ЦНС, до настоящего времени в нейрофизиологии отсутствуют сведения и тем более теоретические представления, полностью объясняющие формирование

s тих процессов. Неизвестны механизмы возникновения генерализованных процессов, недостаточно исследованы пути их расцростра-нения, транскомиссуральная передача этих процессов на различных уровнях мозгового ствола и полушарий головного мозга, локализация источников (пейсмекерных механизмов) генерализованных процессов, происхождение асимметричной (унилатеральной) и симметричной (билатеральной) их организации, системность этих процессов и т.д.

Литературные сведения о роли ретикулярной системы в механизмах генерации и распространении генерализованных, синхронизированных (возбудительных) процессов во время реакции пробуждения или парадоксального сна (Л.Г.Трофимов, H.H.Любимов, Т.С.Наумова, 1958; П.К.Анохин, 1965, 1967; А.М.Вейн, 1972, 1989; Ы.М. Хананашвили, 1972, 1974; И.Г.Карманова, 1975, 1977, 1988, 1989; Т.Н.Ониани, 1976, 1985; 1987, 1988; Itoruzsi, liagoun, 1949; Jouvet,I96I, 1967, 1974, 1988, 1989, 1990; üa6oun, 1965; Hob-son, 1965, 1969, 1988 и др.) сформулированы в общей форме. Они не вскрывают происхождение и локализации источников генерализованных процессов в центральной нервной системе так же, как и не дифференцируют структуру путей передачи этих процессов в направлении переднего мозга. Точно так же литературные данные о происхождении генерализованных, синхронизированных процессов головного мозга во время формирования условно-рефлекторнкх связей, медленноволнового естественного сна и медленноволнового сна после эпилептического припадка (М.Н.Ливанов, 1957, I960, 1962; Ы.А.Гараев и H.H.Любимов, 1987; Вгеиег, 1936, 1938, 1974; Penfild, Jasper, 1954; Dement, 1958, 1965, 1966, 1969, 1974; Prince, Gutnick, 1972; Ievic, Veskow, Rakic, 1980; Ocica et al 1980; Avoli, Gloor, 1981; Eolaee, 1985; Hobson, 1988; Gloor, ïariello, 1988 и др.) не отвечают на эти же вопросы, относя эти процессы к реверберации активности по таламокорти-кальным "кругам" или явлениям доминанты.

Дель ж задачи исследования. Основная цель нашего исследования состояла в изучении механизмов происхождения и путей распространения в центральной нервной системе генерализованных (синхронизированных и несинхронизированных) процессов. Генерализованные процессы, которые были предметом нашего исследования, представляли собой различные фазы естественного сна (быстрого и

медденноволнового), различные фазы сна после эпилептического припадка, генерализованную и фокальную эпилепсию, различные вида активации структур головного мозга.

С целью искусственного усиления функциональной активности одной из половин головного мозга нами создавалась экспериментальная эпилепсия, вызываемая внутримышечным введением болъпнх доз пенициллина, у животных с деафферентацией соответствующей половины переднего мозга.

Дня реализации поставленной цели в планируемом исследовании был создан ряд экспериментальных моделей на животных (косках) с "нейрохирургическим упрощением" проекционных и комиссу-ральных связей головного мозга:

1) животные с перерезкой зрительного тракта и всех ко:.о:с-суральных связей конечного, межуточного и среднего мозга (мозолистого тела, пшпокамповой комиссуры, септальной перегородки

и свода, передней мозговой комиссуры, ыежталамической комиссуры, задней мозговой комиссуры, хабенулярной комиссуры и комиссуры переднего и заднего двухолмия);

2) животные с перерезкой половины покрышки среднего мозга;

3) животные с комбинированной перерезкой половины покркп-ки среднего мозга и всех комиссуралъных связей переднего и среднего мозга;

4) животные с полной деафферентацией одной из половин переднего мозга.

Контрольную группу составили интактные животные.

На этих животных нами были исследованы электрические изменения в симметричных точках головного мозга (корковых и стволовых структурах) во время протекания генерализованных процессов, сопровождаемых различными фазами сна, бодрствования и судорожной активности.

Основные результаты работы и их новизна. В нашей работе были исследованы генерализованные процессы, сопровождающие различные фазы естественного сна (медленноволнового и быстрого), различные фазы постэпилептического сна, генерализованную эпилепсию, различные виды активации структур головного мозга. Все эти процессы сопровождались генерализованными (синхронизированными и несинхронизированными) изменениями в электроэнцефалографической картине, которая служила основным индикатором соответ-

ствувдих состояний центральной нервной системы эксперименталь- ' вых животных.

У енвотных с,различными типами "упрощения" комиссуральных и проекционных связей головного мозга впервые были обнаружены различные формы асимметрии медленноволнового и быстрого естественного и постэпилептического сна, различные фазы взаимоотношений между механизмами быстроволнового и медленного сна, впервые была обнаружена унилатеральная "пешщиллиновая" эпилепсия.

Было установлено, что после завершения унилатеральной организации эпилептического процесса наступает асимметричный сон: на стороне эпилептического припадка возникает фаза более глубокого сна, чем в противоположной половине головного мозга.

Впервые в нейрофизиологии обнаружено, что генерализованные формы функциональных влияний в направлении переднего мозга обеспечиваются синхронной деятельностью сосуществующих симметричных нейрональных механизмов (организаций) мозгового ствола. Степень генерализации (симметрии) активирующих процессов (в структурах головного ыозга) зависит от степени и полноты функциональной мобилизации этих симметричных механизмов мозгового ствола. Это заключение следует из наших наблюдений о существовании ипсила-теральных, относительно тегментальных структур мозгового ствола, восходящих активирующих влияний. При выключении всех специфических и неспецифических восходящих связей половины покрышки среднего мозга наблюдается асимметрия медленноволновой и десинхронизированной электрической активности в симметричных структурах переднего мозга во время естественного сна, проявляющаяся в одновременном появлении медленноволнового и быстрого сна в различных половинах головного мозга, которая сопровождается и соответствующей асимметрией в ослаблении мышечного тонуса тела экспериментального животного. В этих же условиях одностороннего хирургического выключения тегментальных связей среднего мозга эпилептический процесс, формируемый в результате одновременного действия больших доз пенициллина и рубцовой ткани поврежденной половины мозгового ствола, распространяется строго ипсилатераль-но к структурам соответствующих зрительного бугра и полушария. Последующий постэшлептический сон после так называемой унилатеральной эпилепсии всегда имеет характер асимметричного сна: более глубокий, быстрый сон (с десинхронизированной активностью

в корковых, таламических и ретикулярных структурах и с соответствующими ритмами в гшшокампе и наружном коленчатом теле) -на стороне предшествующей эпилептической активности и менее глубокий медленноволновой сон в структурах противоположной полоеи-ны головного мозга. Распределение мышечного тонуса тела животного во врем постэпилептпческого сна после унилатеральной эпилепсии также соответствует тем фазам сна, которые регистрируются в симметричных структурах головного мозга. В условиях комбинированной хирургической перерезки восходящих связей в половине покрышки среднего мозга и комиссуральных систем переднего мозга все вышеприведенные явления становятся более отчетливыми и не имеют модификаций. Существование унилатеральной эпилепсии в условиях одностороннего хирургического выключения восходящих афферентных связей к соответствующим зрительному бугру и полушарию свидетельствует об ограниченных возможностях распространения эпилептической активности к структурам противоположной половины переднего мозга посредством его комиссуральных систем (задней мозговой комиссуры, межталамической комиссуры, гиппокамповой ко-миссуры, передней мозговой комиссуры, свода, септальной перегородки и мозолистого тела). Это наблюдение ставит под сомнение существующее в литературе объяснение ослабления эпилептического процесса у пациентов в результате хирургической перерезки мозолистого тела, межталамической комиссуры и передней мозговой комиссуры только за счет участия последних в распространении эпилептической активности в структурах головного мозга. По-видимому, это является одним из факторов ослабления эпилептического процесса наряду с другим, не менее важным фактором, с изменением, в результате перерезки комиссуральных связей переднего мозга, тонических влияний мозгового ствола, на соответствующие структуры голоеного мозга. Что же касается участия межксмиссуральных связей задних отделов мозгового ствола в передаче эпилептической активности на противоположную сторону, то наши экспериментальные данные отрицают эти возможности.

Результаты спектрального анализа электрической активности в структурах головного мозга во время эпилептического припадка свидетельствуют о характерном распределении спектральной мощности ЭЭГ по частотам. Однако это распределение не зависит от проявления эпилептической активности в ЭЭГ. Поэтому оценка спект-

ральной характеристики ЭЭГ при эпилепсии имеет гораздо большее диагностическое значение, чем визуальное выявление характерных для эпилепсии форм ЭЭГ.

Конпепдия. Генерализованные форш функциональных влияний в направлении переднего мозга обеспечиваются синхронной деятельностью сосуществующих симметричных нейрональных механизмов (организаций) мозгового ствола. Степень генерализации (симметрии) активирующих процессов (в структурах головного мозга) зависит от степени и полноты функциональной мобилизации этих симметричных механизмов мозгового ствола.

Научно-практическая ценность работы. Проведенное исследование имеет не только важное теоретическое значение и открывает перспективы для дальнейшего изучения механизмов распространения генерализованных процессов, позволяет глубже проанализировать локализацию и структурно-функциональную организацию асимметричных и симметричных механизмов сна, бодрствования и судорожных состояний, пути распространения сопровождающей их генерализованной активности, но и носит прикладной характер. Результаты проведенного исследования могут быть использованы для диагностики Е понимания механизмов распространения судорожной активности в неврологической и нейрохирургической клиниках.

Наш было показано, что оценка спектральной характеристики ЗЭГ при эпилепсии имеет гораздо большее диагностическое значе- • кие, чем визуальное выявление характерных для эпилепсии форм ЭЗГ,

Внедрение результатов исследования. Теоретический материал и экспериментальные методические приемы, использованные в работе, нашли отражение в учебном процессе и научно-исследовательской работе на кафедрах: нормальной физиологии Азмедуниверсите-та им. Н.Нариманова и физиологии человека и животных Бакгос-уЕиверситета им. М.Расул-заде, а также'в лабораториях Института физиологии ш. А.И.Караева АН Азербайджана и НИИ мозга АН России

Полученные данные могут быть использованы при чтении курса лекдай по нормальной физиологии.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на:

- заседании физиологического общества АН Азербайджанской ССР (Баку, 1987 г.);

- U съезде Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова (Кишинев, 1987 г.);

- Пленуме Всесоюзной Проблемной комиссии "Структурно-функциональные основы организации мозга в норме и патологии" (Донецк, 1989 г.);

- IX Всесоюзной конференции по проблемам нейрокибернетики (Ростов-на-Дону, 1989 г.);

- Советско-Югославском совещании "Нейротрансмиттеры" (Москва, 1989 г.);

- I научном семинаре "Нейрофизиология сна и бодрствования" (Ростов-на-Дону, 1989 г.);

- У Всесоюзном заседании экспертного Совета по молекулярной биологии и медицинской биотехнологии, Научного совета АН и ШН СССР по физиологии человека и президиума Восточно-Сибирского филиала СО АМН СССР, посвященного памяти В.М.Бехтерева "Восстановительная неврология" (Иркутск, 1990 г.);

- П научном семинаре "Нейрофизиология сна и бодрствования" (Ростов-на-Дону, 1990 г.);

- Учредительном конгрессе Международного общества по патофизиологии (Москва, 1991 г.);

- Ш научном семинаре "Нейрофизиология сна и бодрствования" (Ростов-на-Дону, 1991 г.).

Диссертация обсуждена на заседании Ученого Совета НИИ ■лозга АМН СССР (25 декабря 1991 г.).

Общественная апробация диссертации состоялась 14 мая 1992 г. на заседании Московского физиологического общества.

Основные положения диссертации изложены в опубликованных работах.

Обаем л структура ддссертапиж. Диссертационная работа изложена на 248 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, полученных результатов, их обсуждения, выводов и списка литературы. Список литературы содержит 442 работы, из которых 268 иностран-;шх авторов. Текст диссертации проиллюстрирован 56 рисунками и-'' 3 таблицами.'

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования были проведены на 82 взрослых кошках, составленных из пяти экспериментальных групп в зависимости от типа хирургических перерезок проводящих путей головного мозга.

В экспериментах были использованы: интактные животные (8 кошек); животные с перерезкой зрительного тракта и кошссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга (II кошек) ; животные с перерезкой половицы пощэышки среднего мозга (23 кошки); животные с комбинированной перерезкой половины покрышки среднего мозга и кошссуральных систем (19 кошек); живо! ные с комбинированной перерезкой половины покрышки среднего моэ га, зрительного тракта и кошссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга (21 кошка).

Опыты проводили в условиях хронического эксперимента. Быле применены следущие методические приемы: нейрохирургический, электроэнцефалографический и гистологический.

Нейрохирургические операции были разработаны ранее Н.Н.Лв-бимовым (1968, 1970, 1980). Нейрохирургические комбинированные перерезки проекционных и кошссуральных систем осуществлялись в течение одной операции.

В электрофизиологаческой части работы были использованы методы регистрации' ЭЭГ в различных симметричных участках мозга экспериментальных животных в норме и после соответствующих нейрохирургических перерезок. Кроме ЭЭГ параллельно проводились ре гистрации электромиограымы (ЭМГ) из симметричных мышц шеи и электроокуллограмш (ЭОГ) из симметричных точек глазных орбит. Для регистрации ЭЭГ в симметричные структуры коры (соматосенсо] нке и зрительные) и мозгового ствола (гишюкамп, наружные коле! чатые тела, хвостатые ядра, вентральные заднелатеральные ядра зрительного бугра, ретикулярную формацию среднего мозга, ретинз лярные ядра моста) были имплантированы биполярные электроды, межэлектродное расстояние которых составляло 5 мм для корковых и 1,5-2 мм для подкорковых структур. Суммарную электрическую ai тивность регистрировали обычно биполярным способом. ЭМГ и ЭОГ также регистрировали через имплантированные электроды. Вживление электродов производилось или сразу, или же спустя'10-15 дш после соответствующих нейрохирургических операций. Электроды, . применяемые для вживления и регистрации активности исследуемых структур головного мозга, изготавливались из нихромовой и сере< ряной проволоки. Определение координат избранных структур и вв< дение электродов осуществлялось по стереотаксическим картам Jasper, Ajmon-Marsan (1952); Kornmuller (1961), Eeinoso-

Snares (1961).

Запись суммарной активности исследованного набора мозговых структур осуществлялась на восьмиканальном электроэнцефалографе "Bioscript BST-I" фирм Е?!Г (ГДР) с параллельной регистрацией части отведений на четырехканальном магнитофоне "Bruel a. iyser" (Дания) с полосой пропускания 0-30 кГц. Регистрация ЭЭГ пргзо-дилась при постоянной времени 0,1 сек и верхней частоте фильтрации 70 Гц. Все регистрируете электрофизиологические показатели в ходе эксперимента непрерывно наблюдались на многоканальном мониторе ИГ,1-789.

Программа эксперимента предусматривала регистрацию ЗЭГ, ЗМГ и ЭОГ во время бодрствования, естественного сна, эпилептического припадка и "постэпилептического" сна у всех подопытных животных. Эпилептический припадок вызывался внутримышечным введением пенициллина (500 ООО ИЩ.на кг веса животного). При необходимости приступ эпилептического припадка купировался внутримышечным введением 2 мл "Apourinium" (Югославия).

Электрическая активность обрабатывалась на ЭК/r "М-6000" и на ЭВМ РДР II/40 либо с магнитной пленки, либо после непосредственного введения в ЭВМ от самого объекта. Производился спектральный и когерентный анализ ЭЭГ структур головного мозга в различных комбинациях и в различных частотных диапазонах. Определялась величина Q (Q-фактор) (Damjanovic, Ivanus, Jankovic, Kojic, 1981; Истратов, Янкович, Орлова,.Дамянович, Любимов, 1989), где Q пропорционален значению энерпш, которая освобождается в одном полупериоде среднего сигнала, для рассматриваемого временного интервала равного 0,25 секундам. Этот параметр был использован для определения начала реакции десинхронизации в ЭЭГ - перехода от синхронизированной высокоамшштудной активности к высокочастотным низкоамплитудным потенциалам. Восстановление исходно:: синхронизированной активности сопровождается увеличением q-фактора до уровня прежних значений. Относительное постоянство ' значении Q -фактора в исследуемом временном интервале свидетельствует о "стационарности" ЭЭГ-реакций. Уменьшение пли увеличение его значений определяет смену паттерна ЭЭГ в сторону усиления или ослабления активационных процессов.

После завершения экспериментов мозг животных перфузировал-ся и обрабатывался по методу Ниссля для последующего морфологи-

ческого контроля соответствующих перерезок и местоположения подкорковых электродов. Точки отведения корковых электродов на извилинах полушарий головного мозга определялись визуально во время вскрытия черепа для извлечения мозга экспериментальных животных и отмечались тушью.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

I. Центральные (ЭЭГ) и периферические (ЭМГ и ЭОГ) проявления естественного сна у животных в условиях различных форм деафферентации половины переднего мозга

Согласно литературным и собственным экспериментальным данным, переход от бодрствования ко сну у интактных животных (I экспериментальная группа) характеризовался возникновением в симметричных структурах головного мозга медленных синхронных колебаний, Переход от медленноволнового к парадоксальному сну осуществлялся постепенно: медленные'высокоамплитудные волны сменялись низкоамплитудными быстрыми колебаниями. На фоне десинхронизированной электрической активности в структурах коры, зрительного бугра и ретикулярных формациях мозгового ствола регистрировался гишокам-пальный тета-ритм. Параллельно наблюдалось общее подавление мышечного тонуса со спонтанными вздрагиваниями отдельных мышц тела а на ЭОГ появлялись быстрые движения глазных яблок.

7 интактных животных нами не было обнаружено какой-либо асимметрии электрической активности в исследуемых структурах головного мозга. Не было отмечено какой-либо асимметрии и в периферических проявлениях мышечной и глазодвигательной активности, сопровождающих процесс появления синхронизированных электрических потенциалов, причем ЭОГ была синхроцизированна в близком к ЭЭГ частотном диапазоне.

Как показали наши исследования, у всех экспериментальных групп животных (с различными перерезками проводящих и*комиссуральных путей головного мозга) сон в большинстве случаев в его электроэнцефалографическом отражении не отличался от сна животных, описанного в литературе. Переход от бодрствования ко сну, как обычно, начинался у животных постепенным развитием медленного сна, сопровождающегося появлением медленной (дельта и тета) электрической активности как в корковых, так и подкорковых

структурах головного мозга, ослаблением глазодвигательных реакций и снижением мышечного тонуса. Длительность медленноволновок фазы сна у оперированных животных в среднем составляла около 20-30 мин. Постепенно высокоамплитудные медленные волны сменялись низкоамплитудными колебаниями, характерны?,ш для быстровол-нового или парадоксального сна. Основные фазы сна у животных не нарушались и после определенных перерезок проводящих и комиссу-ральных путей головного мозга. Характеристики основных паттернов как медленноволнового, так и быстрого '„ча ь большинстве случаев оставались тгкш.ш же, как и у контроле-'*1 группы кошек. Рисунок быстрой или парадоксальной фазы сна, так же как и медленноволновой стадии, практически не отличался от "классического" типа не только у контрольных, но и у оперированных кошек. Однако необходимо отметить, что длительность фг.зы быстрого сна у животных с различными хирургически:.':: "упрощениями" регистрировалась не более пяти минут по сравнению с нормой, т.е. в среднем 6-8 пан. Часто во время наступления парадоксальной фазы сна можно было наблюдать появление гиппокш,шального тета-ритма и спайкоподоб-ной активности в гаппокампе, наружных коленчатых телах, хвостатых ядрах. В симметричных областях соматосенсорной коры доминировала бета-активность, а в ЭЭГ подкорковых структур преобладали альфа- и бета-частоты. Наступление быстроволновой фазы сна сопровождалось падением мышечного тонуса и появлением быстрых движений глаз.

В середине 80-х годов нашего столетия удалось обнаружить асимметрию быстрого и медленного сна у млекопитающих (кошек) с предварительной перерезкой половины покрышки среднего мозга (Любимов, 1985; Гараев, Любимов, 1987; Гараев, 1989). Это явление нуждаюсь в дальнейших, повторных исследованиях с привлечением современной вычислительной техника для количественной оценки ЭЭГ-характеристик головного мозга. Нами у животных с определенными нейрохирургическими перерезками была зарегистрирована --' отчетливая асимметрия ЗЗГ-картины сна.

Эксперименты показали, что у животных (кошек) с перерезкой половины покрышки среднего мозга (3-я экспериментальная группа) на фоне подавления мышечного тонуса во всех отведениях регистрируется отчетливая асимметрия ЭЭГ-картины сна, которая выражалась в сосуществовании парадоксального и медленноволнового ска.

Аналогичное явление наблюдалось и у животных четвертой и пятой экспериментальных групп. Во время развития в большинстве структур головного мозга (в симметричных гиппокампах, хвостатых ядрах, наружных коленчатых телах, ретикулярной формации) электрических процессов, характерных для медленноволнового сна, на периферии регистрировалось одностороннее подавление мышечного тонуса и активные глазодвигательные реакции, что является частичным периферическим отражением быстрого сна. Явление асимметрии мы наблюдали во время парадоксального сна у животных 3-й, 4-ой и 5-ой экспериментальных групп, когда в структурах одной половины головного мозга регистрировалась высоковольтная медленная электрическая активность, а в симметричных структурах противоположной половины головного, мозга - низковольтная быстрая электрическая активность. Причем каждая из этих форм активности не была привязана к стороне повреждения среднего мозга: в ходе одного и того же эксперимента она могла как бы "меняться местами". Согласно такому "распределению" быстрой и медленной электрической активности мевду полушариями головного мозга во время сна, которое сопровождалось подавлением мышечного тонуса и глазодвигательной активности, можно судить о сосуществовании быстрого и медленноволнового сна в противоположных половинах головного мозга. При уородношюм спектральном анализе электрической активности исследуемых структур головного мозга оказалось, что данное состояние но является однородным. Наряду с более типичной структурой спектрашшх кривых электрической активности симметричных точек головного мозга, когда для одной половины головного мозга максимум спектральных кривых находился в диапазоне быстрых бета-частот, а для другой - в диапазоне медленных дельта-частот, нередко наблюдались спектральные кривые электрической активности симметричных точек головного мозга с общим дополнителъным максимумом в диапазоне тета-частот - 4-8 Гц. Поведение 5-фактора в этих условиях также имело различные формы асимметрии. Исключение составила 2-я экспериментальная группа кошек (с перерезкой зрительного тракта а комиссуральных систем конечного, среднего и промежуточного мозга), у которой нам не удалось зареги-г стрировать какой-либо асимметрии в ЭЭГ ни во время медленноволнового, ни во время быстрого сна.

2. Пенициллиновая эпилепсия в условиях "упрощения" связей мозга

Исследования с вызванными эпилептическими припадками билп проведены на животных (кошках) всех пяти экспериментальных групп. У всех животных (контрольных и с различными "упрощениями" проекционных и комиссуралъных сгязей головного мозга) после введения пороговой дозы пенициллина (500 тыс. ЕЯ/кг) судорожны;: эпилептический припадок начинался спустя 38-48 мин с момента ВЕеденпя. При повторных постановках экспериментов с эпилепсией время начала судорожной активности наступало почти во всех случаях минут на 10 раньше, чем при первой.

Согласно литературным и собственным экспериментальны:.: данным, у пнтактных животных (первая экспериментальная группа) на фоне эпилептического статуса, вызванного введением пенициллина, отмечалась синхронная эпилептическая активность в симметричных структурах головного мозга. Она тлела различную фор:.:у: от 4-6 двухкомпонентннх регулярных колебаний в I секунду до веретенообразной активности и разнообразных комбинаций быстрых и медленных колебаний, протекающих периодически и непериодпческп. Каких-либо особенностей в локализации этих многочисленных форм эпилептической электрической активности в исследуемых нами структурах головного мозга обнаружено не было. В одной и той же структуре головного мозга экспериментальных животных (контрольная группа) во время генерализованного эпилептического статуса в ЭЭГ-актпв-ности можно было наблюдать разнообразные формы эпилептической активности в виде пиков и острых волн, в виде довольно регулярных медленных волн в А или чаще 0 -частотном диапазонах. Ни у одного из исследуемых наг,и интактных животных не было обнаружено, чтобы эпилептическая активность была бы ограничена структура:® только одной половины переднего мозга, а в другой половине она бы не регистрировалась. Больше того, при вссм раз-_ нообразии проявлений эпилептической активности, в ЗЭГ-картпке'" на фоне эпилептического статуса и в интервалах между двумя приступами у пнтактных животных не было отмечено какой-либо асимметрии электрической активности в исследуемых структурах головного мозга.

Аналогичную картину мы наблюдали и у животных с комбинированной перерезкой зрительного тракта и комиссуральных систем

конечного, межуточного л среднего мозга. Так же как и у интакт-ещ кошек, эпилептическая активность у этой группы животных одновременно регистрировалась в исследуемых симметричных структурах обоих полушарий. Нами не было отмечено и какой-либо асимметрии и в интервалах между судорожными припадками в исследуемых структурах головного мозга. Не было обнаружено асимметрии также и в периферических проявлениях..

В предыдущих исследованиях у животных третьей, четверток и пятой экспериментальных 1ругш была выявлена асимметрия различных фаз сна. Было установлено, что при пробуждении она исчезает и у бодрствующего животного ее зарегистрировать не удается. У кошек вышеуказанных экспериментальных групп нами была зарегистрирована асимметрия в ЭЭГ-картине бодрствующего животного, которая предшествовала началу эпилептического припадка. Перед приступом эпилепсии наблюдалась асимметрия спонтанной электрической активности в симметричных структурах головного мозга: более медленная - в одной половине, а быстрая активность - в другой половине. По мере приближения к припадку у животных эта асимметрия сглаживалась. На кривых спектрального анализа это отражалось проявлением дополнительных пиков и кривая приобретала картину, типичную для эпилептического статуса. Это является очень важным прогностическим признаком появления ожидаемой эпилепсии.

Необходимо сразу ке оговориться, что в интервалах между двз мя эпилептическими приступали ни у одного из экспериментальных животных (независимо от экспериментальных групп) не было зарегистрировано какой-либо асимметрии электрической активности в исследуемых структурах головного мозга.

Еивотные третьей, четвертой и пятой экспериментальных груш имели существенные различия по сравнению с кошками двух предыдущих групп и во время эпилептического припадка. У этих животных после введения пенициллина регистрировались так же как и у животных предыдущих экспериментальных групп как малые, -так и большие судорожные припадки. Однако экспериментальная эпилепсия у кошек 3, 4 и 5 групп с различными нейрохирургическими "упрощени ямп" связей мозга сопровождалась различной вовлеченностью симметричных половин переднего мозга в судорожную активность. Эпилептический процесс развивался очень стремительно, охватывая при этом все регистрируемые структуры мозга в течение считанных

секунд. Во время развития парциальной эпилепсии у животных с перерезкой половины покрышки среднего мозга на ЗЗГ регистрировались комплексы синхронных спайк-волн частотой 2-3 в секунду. У животных с перерезкой половины покрышки среднего мозга во время эпилептического приступа эпилептический разряд в ЗЗГ симметричных структур головного мозга раньше регистрировался (на 1,52,5 сек) на стороне среднемозговой перерезки. Однако, спустя несколько секунд, эпилептические разряды появлялись на противоположной половине головного мозга, без вовлечения структур на стороне перерезки. Это свидетельствует о том, что у этих животных алеется ряд фокусов парциальной эпилепсии, пространственно локализованных в разных участках головного мозга. А этот феномен вами интерпретируется как проявление сосуществующих механизмов парциальной эпилепсии. Это естественно, так как у животных помимо тегментаяьной перерезки имеются рубцовые изменения в области имплантированных электродов. Постепенно по мере учащения приступов развивалась генерализованная эпилепсия.

Йхвотйые четвертой и пятой экспериментальных групп имели существенные отличия по сравнению с животными всех предыдущих групп. У этих животных после введения больших доз пенициллина во 'время эпилептического статуса и вне его эпилептическая активность в ЭЭГ могла ограничиваться структура™ той половины головного мозга, которая находилась на стороне перерезки половины покрышка среднего мозга и вообще не наблюдалась или наблюдалась в единичных структурах противоположной половины головного мозга. В структурах противоположной половины головного мозга в это же время регистрировалась медленная, оолее пли менее синхронизированная электрическая активность. Это явление, когда ь структурах одной из половин головного мозга на стороне средне-мозговой перерезки в ЭЭГ регистрируется эпилептическая активность, нами было названо "укилатеральной эпилепсией" (рг.с.!)

Во время большого судорожного припадка у животных пятой экспериментальной группы (с полной деафферентацией одной из половик переднего мозга) эпилептическая активность в ЗЗГ регистрировалась только на стороне среднемозговой перерезки. Эта асимметрия не распространялась на ¡.пшенную активность, регистрируемую из симметричных мыпц шеи. При сильных мноклоническкх судорогах какой-либо асимметрии ни у животных четвертой, ни у пятой экспериментальных хлэупв замечено не склс,

ч« V ч роснез

Г

ГССМ ОТ «• СРООСЯ

Рис. I. Спектральные характеристики электрической активности

симметричных структур головного мозга (1К - ¡31; 21» - ¡31; ЗЕ - СйЪ; ц-ъ - саъ) у животного 5 экспериментальной группы во время: пеншжппшовоЬ эпилепсии.

3. Постэпилептический сон

Как мы к предполагали, экспериментальная дентциллиновая эпилепсия у животных (коаек) с различными формами, деафферента-ций половины переднего мозЗга сопровождаюсь различной вовлеченностью симметричных половий йереднего мозга в судорожную активность. В результате различной функпдональной нагрузки на каждую из полоЬин йёредйёго мозга йосТэйалептический сон у животных, согласно нашему йредпйлйжёйию, Должен был быть различным в симметричных половинах переднего мозга.

Нашими эксперйментаяьйыми данными было показано, что у животных с перёрезкой половины покрышки среднего мозга (кошки 3-й экспериментальной группы), с комбинированной перерезкой половины покрышКи среднего мозга и комйссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга (4-я 1руппа), а также с комбинированной перерезкой зрительного тракта, половины покрышки среднего мозга и комйссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга (5-я экспериментальная группа) во Есех исследуемых нами структурах, кроме центров быстрого сна, во время естественного сна, т.е. в норме, до введения пенициллина, регистрируется отчетливая асимметрия ЭЭГ-картины сна, которая выражается в сосуществований основных фаз сна (медленноволнового и быстрого) в симметричных половинах головного мозга.

У интактных кошек какой-либо асимметрии электрической активности в исследуемых структурах головного мозга во время сна после завершения эпилептического приступа нами обнаружено не было.'

Аналогичные результаты наги были получены и у животных 2-й экспериментальной группы с комбинированной перерезкой зрительного тракта и комйссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга.

У животных 3-й, 4-й экспериментальных групп после завершения эпилептического статуса наблюдалась асимметрия в ЭЭГ-картй^ не постэпилептического сна. У животных с перерезкой половины покрышки среднего мозга после малого эпилептического дристуна на ЭЭГ наблюдалась асимметрия отдельных фаз сна.

Так, на фоне полного "падения мышечной активности (периферические проявления парадоксальной фазы сна) электрическая активность на стороне интактной половины мозгового ствола (в со-

матосенсорной коре, б вентральном заднелатеральном ядре таламу-са и гишокампе) носила десинхронизированный характер, в симметричных же структурах противоположного полушария на стороне сред-немозговой перерезки регистрировалась медленноволновая активность. ЭЭГ-асишетрию постэпилептического сна мы наблюдали у животных 3-й экспериментальной группы и после завершения генерализованного большого судорожного црипаДка. Б таких случаях асимметрия формировалась постепенно: на стороне йнтактной половины мозгового ствбла наблюдалось снижение А' и 6-активности и соответственно происходило увеличение £ -активности, а в противоположном полушарии, на стороне перерезки наблюдалось увеличение А и 6-частот. У кошек 3-ей эксдерйментальной группы асимметрию постэшлептического сна мы наблюдали и во время медленно-волнового сна. В этом случае во .время сна в областях коры на стороне Ьнтактной половины мозгового ствола медленноволновая .активность'"регистрировалась в '€ .и 'Л -частотных диапазонах, близких к бол&е глубокой'фазе мед ленного сна, а в - симметричных точках, противоположи ого полушария на стороне перерезки были представлены в основном в А д -частотных диапазонах. В симметричных Подкорковых структурах эта асимметрия была очень ярко выражена: на интактной стороне ойа регистрироьалась в £> -, а на стороне перерезки половицы попытки среднего мозга в А -частотном диапазонах.

Следует - отметить, что у животных с перерезкой половины покрышки среднего м'озга подобную асимметрию можно было наблюдать во время внезапного пробуждения на фоне парадоксальной фазы сна. В этом случае реакция развивалась на фоне резкого возрастания мышечного;тонуса и параллельного уменьшения.движения глазных яблок.

Аналогичную картину можно было наблюдать в постэпилептической стадии сна у животных 4-й и 5-й экспериментальных групп, т.е. у кошек, у которых.независимо бт дополнительных нейрохирургических операций, общей была среднемозговая перерезка, т.е. перерезка половины покрышки среднего мозга.

Следующая форма электроэнцефалографической асимметрии -постэпилептического сна характеризовалась постепенным переходом иг медленноволнового в быстроволновый сон, когда на стороне интактной половины мозгового ствола наблюдалось уменьшение Л -ах-

тивности и постепенный переход в в - и -активность, а на стороне перерезки регистрировалась отчетливая картина медленноволнового сна в с*.-частотном диапазоне. На фоне постепенного перехода сна из одной фазы в другую наблюдалось и небольшое двухстороннее падение мышечной активности, которая не была при-Еяэана к какой-либо Из половин мозгового ствола. Затем развивалась небольшая асимметрия мщибчного тонуса, на фоне которой постепенно развивался быотроволновый сон. В этой стадии сна гложно быйо наблйдать как 'полное падение мышечного тонуса в симметричных мышцах шеи, так,и частичное, когда с одной половины регистрировалась слабо выраженная мышечная активность, а в другой она отсутствовала, т.е. наблюдалось падение мышечного тонуса. Такая асимметрия мышечного тонуса могла наблюдаться во время постэпп-лептнзеского сна как при асимметрии в электрической активности симметричных структур головного мозга, так и при полной синхронной работе полушарий. Каких-либо изменений в ЭОГ во время постэпилептического сна нами обнаружено не было. У животных 3-й, 4-й и 5-й экспериментальных групп можно было наблюдать во время постэпилептического сна переход медленноволнового сна в одну из модификаций быстрого сна, а затем через небольшой интервал времени вновь наблйдался переход в медленный сон. Весь этот процесс сопровождался полным падением мышечного тонуса.

У животных 3-ей экспериментальной группы после генерализованного приступа во время наступления сна можно было наблюдать асимметрию парадоксального и медленноволнового сна. При этом на стороне интактной половины головного мозга в соматосенсорной коре и всех регистрируемых подкорковых образованиях наблюдалась десинхронизированная электрическая активность, а на поврежденной противоположной половине мозга - медленная высокоамплитудная электрическая активность.

У животных всех экспериментальных групп, у которых общей была среднемозговая перерезка, во время быстроволнового сна вы--* сокочастотная низкоамплитудная (десинхронизированная) электрическая активность наблюдалась только в структурах того полушария, которая соответствовала стороне перерезки. В структурах противоположного интактного полушария в это же время могла регистрироваться высокоамплитудная низкочастотная электрическая активность.

Что же происходило после завершения унилатерального эпилептического приступа?!

Как было отмечено в предыдущей главе, унилатеральная эпилептическая активность в ЭЭГ нами била зарегистрирована только у животных с комбинированной перерезкой-половины покрышки среднего мозга и комиссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга и у животных с полной деафферентацией одной из половин переднего мозга. После завершения эпилептического статуса у животных этих экспериментальных групп часто наблюдалась асимметрия в ЭЗГ-картине постэпилептического сна. Она проявлялась в виде сосуществования различных форм (быстрого и медленного) сна в сиэдетричных половинах головного мозга (рис. 2). При этом в структурах интактной половины мозга регистрировалась десинхронизированная низкоамплитудная электрическая активность, а в симметричных структурах противоположной половины головного мозга - медленная высокоамплитудная активность. Асимметрия в ЭЭГ-картине постэшлептического сна,могла проявляться также в виде сосуществования быстрого сна различной глубины в симметричных половинах голоеного мозга.

Ни быстрая', ни медленная электрическая "активность не были привязаны к стороне повреждения среднего мозга. Были случаи, когда медленная электрическая активность регистрировалась в структурах головного мозга на стороне среднемозговой перерезки, а десинхронизированная, быстрая электрическая активность - на противоположной стороне. Наблюдалась и обратная картина - медленная электрическая активность регистрировалась на стороне интактной половины среднего мозга, а быстрая - на стороне поврежденной половины среднего мозга. Эти реакции развивались на фоне подавления мышечного тонуса и глазодвигательной активности. При асимметрии быстрого сна различной глубины в структурах головного мозга на стороне перерезки половипы покрышки среднего мозга наблюдалось более сильное подавление электрической активности.

Г 1к£ »ин ПЕАН V СООСЯ

V 54 РОСШ

*ч.е.1»игза г»» ¡г вгосэ

Рис. 2. Спектральные характеристики электрической активности ■. симметричных структур головного мозга во время постэпилептического сна у того же газетного (т - 31; гь - Б1-, ЗЕ - УИ.; - V?!«).

ОБСУЗДЕНИЕ ПОЛУНИНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

В 'современной неврологической литературе упрочилось представление о сосуществующих механизмах проведения, управления ж обучения в центральной нервной системе (Любимов, 1979, 1991).

Ице в 50-60-х годах нашего столетия были продемонстрированы различные формы мобилизации специфических и неспецифпческих активирующих процессов головного мозга во время действия условного раздражителя при формировании условного симметричного ш асимметричного поведенческого акта (Трофимов и сотр'., 1955, 1958; Ливанов, 1955, 1961; Анохин, 1967 и др.). Эти процессы охватывают либо симметричные структуры коры головного мозга и мозгового ствола, либо были ограничены структурами лашь одной лз половин головного мозга.

Изучение зрительных, слуховых, соматосенсорных и других афферентных проекции показало аналогичную особенность центральной нервной системы. Первичные и специфические вызванные ответы, отражающие приход специфической информации в соответствующие структуры головного мозга, регистрируются в симметричных и асимметричных точках симметричных структур с большей или меньшей степенью вероятности (Ливанов, 1958, 1978; Наумова, 1973; Любимов, 1980, 1985; Гордеев, 1991; Koolsey, 1953, 1969; 1Лошз teas tie, 1984; Buser, Xoaber, 1961; Baser, 1976; Buchwald, I9S9 И Др.).

Изучение структурно-функциональной организации прогнозирования животными обучаемой ситуации пищевого или оборонительного подкрепления в условиях различных форм сенсорного дефицита (в условиях различных форм зрительной, соматосенсорной и т.д..де-афферентадий) также позволяет вычленить сосуществующие нейро-начьные механизма этого процесса, имеющие различную пространственную локализацию - от билатеральных до унилатеральных (Истратов, 1991). Это свидетельствует о распространении принципа сосуществующих цеытралышх организаций и на механизмы акцептора результата действия функциональной системы. То же самое касается, по-видимому, и остальных механизмов функциональной системы - механизмов программы действия, обратной афферентацги и т.д. (Анохин, 1967; Любимов, IS7S, 1991; Судаков, 1984, 1990; Судаков, Баич, 1990; Deecke, GriEinsor, Eorohuber, 1976). Принцип сосуществования в центральной нервной системе- механизмов разной сложности для осуществления одного и того же функциональ-

ного акта не обошел и патологии мозга.

В нашем исследовании мы получили экспериментальные данные о существовании унплатеральной эпилепсии подкоркового и стволового происхождения, когда эпилептическая активность регистрировалась в структурах одной из половин головного мозга. Эти данные свидетельствуют о возмонностп расчленить механизмы генерации и распространения эпилептической активности на сосуществующие парциальные механизмы эпилептического процесса, учитывав пространственную организацию путей и центров нервной системы.

Принимая во внимание вс'е вышеприведенные рассуждения, теоретически можно предположить об аналогичной тенденции в степени генерализации л тормозных процессов в центральной нервной системе. Наши результаты по изучению электрической активности в симметричных структурах голоеного мозга в период постэпилептического сна находятся в полном соответствии с эти.! предположением: после унплатеральной эпилепсии во время постэпилептического ска происходит появление медленнозолновой активности в диапазоне сх - Л -ритма или подавление электрической активности в структурах той же половины головного мозга, которая перед этим демонстрировала эпилептическую активность; в структурах противоположной половины головного мозга эти изменения ЭЭГ были выражены слабее.

Больше того, согласно нашим наблюдениям,' эти изменения достигали полной асимметрии, когда в структурах одной полоеины голоеного мозга регистрировалась медленноволновая активность, а в другой - подавление электрической активности. Распределение мышечного тонуса тела животного во Ереия постэпилептического сна после унплатеральной эпилепсии также соответствует тем фазам сна, которые регистрируются в симметричных структурах головного мозга. В условиях комбинированной хирургической перерез:-, восходящих связей в половине покрышки среднего мозга и комиссу-ральных систем переднего мозга все вышеприведенные явления ста--новятся более строги:.® я не имеют модификаций. Существование унплатеральной эпилепсии в условиях одностороннего хирургического выключения восходящих афферентных связей к соответствующим зрительному бугру и полушарию свидетельствуют об ограниченных возможностях распространения эпилептической активности в структуры противоположной половины переднего мозга посредство?.: его

кошссуральннх систем (задней мозговой комиссуры, межталамачес- • кой комиссуры, гишокамиовой комиссуры, передней мозговой комиссуры, свода, селтальной перегородки и мозолистого тела). Это наблюдение ставит под сомнение существующее в литературе объяснение ослабления эпилептического процесса у пациентов в результате хирургической перерезки мозолистого тела, межталамической комиссуры и передней мозговой комиссуры за счет участия последних в распространении эпилептической активности в структурах головного мозга (Gazzaniga, Bogen, Speriy, 1963; Ellenberg, Sperry, 1980; Fiser, 1990). Что же касается участия комиссуральных связей задних отделов мозгового ствола в передаче эпилептической активности на противоположную сторону, то наши экспериментальные данные отрицают эти возможности.

Результаты спектрального анализа в структурах головного мозга во время эпилептического припадка свидетельствуют о характерном распределении спектральной мощности в зависимости от частоты электроэнцефалограммы. Однако это распределение не зависит от проявления эпилептической активности в ЭЭГ. Поэтому оценка спектральной характеристики ЭЭГ при эпилепсии тлеет гораздо большее диагностическое значение, чем визуальное выявление характерных для эпилепсии форм разрядов ЭЭГ.

Генерализованные процессы, которые были предметом нашего исследования, представляли собой различные фазы естественного ска, различные фазы сна после эпилептического припадка, собственно эпилепсию, а также различные виды естественной (периферической) и искусственной (центральной) активации структур головного мозга.

Сон - это очень тонко организованное,-неоднородное по своим функциям физиологическое состояние мозга, особым признаком которого является широкий диапазон нормальных и патологических форм электрической активности головного мозга. Только во сне возможно возникновение таких парадоксальных признаков, как.одновременное сочетание мышечного расслабления и развитие ЭЭГ-десинхронизации .

!лы уже говорили, что попытки обнаружить межполушарную асимметрию сна и основных его фаз (легкий и глубокий сон) с помощью ЭЗГ-реакций оканчивались долгое время безрезультатно. Для того, чтобы обнаружить асимметрию сна, использовались различные мето-

дические приемы: тонкая количественная обработка электрической активности ь симметричных структурах головного мозга как у животных, так и у человека с использованием вычислительной техники (Любимов, fiadulov'eoki, Batini, 1965; Adey et all., 1963) и разобщение комиссуральных связей между полушариями и даже обеими половинами головного мозга (Decent, Cho-и, 1964; Sperxy, 1966; Batini et all., 1967; Sisic a Kovrcevic, 1974). Однако все поиски оказывались безрезультатными.

Для выявления асимметрии основных фаз сна необходимо былэ изменить симметрию функциональных взаимоотношений между структурами переднего мозга и задними отделами мозгового ствола, где проходят основные восходящие специфические и веспецнфические пути и где находятся центры, участвующие в организации центральных и периферических феноменов быстрого сна. С этой целью в нашей лаборатории (Гараев, Любимов, 1987) у экспериментальных животных была использована методика перерезки половины покрышки среднего мозга, которая прерывает восходящие соматосенсорные, слуховые, вкусовые, мозжечковые и неспецифические пути к одной из половин переднего мозга, а также нисходящие центробежные (кортико-рубро-спинальный, кортико-тегменто-сшшальный, таламо-мозжечковый, та-ламо-ретикулярный и др.) пути в направлении задних отделов мозгового ствола и спинного мозга.

Таким образом, реальные возможности получения новых данных об асимметрии нейрофизиологических процессов, лежащих в основе фаз сна и бодрствования, появились на основании исследований, установленных путем применения односторонней перерезки проводящих путей ствола головного мозга, которая приводила к асимметрии центральных и периферических признаков основных фаз сна и бодрствования.

Исследования межполушарной асимметрии сна получили в настоящее время очень большой резонанс, в связи с тем, что становится все более ясным, что асимметричная работа полушарий при реализ^-' цил какой-либо функции является как бы основополагающим принципом функционирования мозга. Поэтому для исследования механизмов асимметрии в деятельности симметричных структур головного мозга во время сна мы предварительно создавали экспериментальную эпилепсию, тем самым искусственно усиливая,функциональную активность одной из половин переднего мозга.

Полученные наш результаты у животных 3-ей, 4-й и 5-й экс- ■ периментальных групп подтвердили наличие большого числа форм асимметрии электрической активности в симметричных структурах головного мозга во время искусственно создаваемой асимметрии быстрого и медленноволнового сна. Причем, асимметрию основных фаз сна мы наблюдали только у животных, у которых общим повреждением центральной нервной системы было повреждение среднего мозга. Наличие различных форм асимметрии послужило свидетельством более дробной локализации механизмов быстрого и медленного сна в структурах головного мозга. Наличие быстрого сна, ограниченного одной из половин голоеного мозга, свидетельствует о том, что существуют по крайней мере два симметричных центра (пейсме-керных механизма) быстрого сна в задних отделах мозгового стьслг - в ретикулярной формации Варолиевого моста, согласно литературным данным (¿Гооте!;, 1961, 1964, 1989; Ыоггхеоп, 1983; НоЬбоп, 1985 и др.).

При перерезке половины покрышки среднего мозга нарушается их синхронная координированная деятельность, которая, по-видимому, может быть изменена и функционально у интактных животных в результате изменения симметрии нисходящих тормозных влияний из рострально расположенных структур головного мозга (Орлова, 1984, 1990). Это может привести к асимметрии и к асинхронности их деятельности. Кроме того, при перерезке половины покрышки среднего мозга нарушаются структурно-функциональные взаимоотношения между пейсмекернымд механизмами (центрами) быстрого сна, расположенными в задних отделах мозгового ствола, и пенсмекерными механизмами медленноволнового сна, локализованными, согласно литературных данных (¿Тоиуе»;, 1961, 1989), в структурах переднего мозга. Это служит дополнительным фактором, объясняющим асинхронность функциональной активности симметричных центров быстрого и медленного сна.

Об этом же свидетельствуют и наши данные. Наблюдаемая нами асимметрия быстрого и медленного сна у животных с комбинированной перерезкой половины покрышки среднего мозга и комисруральных систем конечного, межуточного и среднего мозга, при которой в ходе одного и того же эксперимента соответствующая (быстрая и медленная) электрическая активность исследуемых структур могла "меняться местами", регистрируясь то в одном, то в другом полу-

шаржи, позволяет предположить, что полученные данные - это не патология, а естественный процесс, который существует и у интакт-ных животных, но он так "замаскирован", что его невозможно обнаружить на ЭЭГ (Bremer, Stopel, 1956).

Казалось бы, при дополнительной перерезке у животных комис-суральннх систем конечного, межуточного и среднего мозга наблюдаемая наш асимметрия должна быть "привязана" к стороне повреждения головного мозга, так как известно, что при кошссуротомип наблюдается синдром "разъединения полушарий" (Geschwind а. Kaplan, 1962; Sperry, 1968; Бланки, 1976; Nakamura, I978;Cukiert et all., 1989), но этого не происходит. Это свидетельствует о том, что регистрируемая электрическая активность симметричных точек головного мозга во время асимметрии медленноволнового и быстрого сна, которая способна "меняться местами", не зависит от дополнительной перерезки комиссуральных систем, которая прерывает комиссуральные связи конечного и межуточного мозга, по которым могут распространяться соответствующие влияния к структурам противоположного полушария.

Таким образом, после рассечения мозолистого тела, гпппокам-повой комиссуры, септальной перегородки, передней мозговой комис-суры, межталашческой комиссуры, задней мозговой комиссуры, хабе-нулярной комиссуры и комиссуры переднего и заднего двухолмия создаются два относительно независимых друг от друга полушария, каждое из которых в этих условиях имеет свои собственные системы проведения управления и обучения. Кроме того, каждое полушарие имеет свои независимые пейсмекерные механизмы как быстрого (в задних отделах ЕРО), так и медленноволнового (в структурах переднего мозга) сна.

Нами впервые была обнаружена асимметрия в ЭЭГ у бодрствующих животных непосредственно перед приступом пенициллиновой эпилепсии. Это явление наблюдалось у животных 3-й, 4-й и 5-й экспериментальных групп. Оно согласуется с данными А.Я.Супина и Л.1Л.1.1ухаме'-това (1978, 1982, 1983, 1986), зарегистрировавших у дельфинов (у водных млекопитающих) межполушарную асимметрию, когда в одном полушарии головного мозга регистрируется ЭЗГ-картина сна, а в другом - бодрствования. Напрашивается вопрос, почему невозмо-дю зарегистрировать межполушарную асимметрию у наземных бодрствующих млекопитающих - не только у интактных, но и у кошек с различ-

ными деафферентациями одной из половин переднего мозга. Почему ' регистрируемая во время различных фаз сна у кивотных с различными "упрощениями" связей мозга асимметрия исчезает при пробуждении?! Каков механизм асимметрии, регистрируемый у бодрствующих животных непосредственно перед приступом эпилепсии?! Ведь появившаяся перед приступом асимметрия может служить прогностически!! фактором.

Полученная нами межполушарная асимметрия в ЭЭГ у животных с различными "упрощениями" связей мозга, у которых общим повреждением центральной нервной системы являлось повреждение среднего мозга непосредственно перед приступом эпилепсии, свидетельствует о происходящей сложной функциональной реорганизации систем мозга, которая помогает адаптироваться (ранее поврежденному) мозгу к новому режиму деятельности, т.е. предстоящему приступу эпилепсии. Согласно Н.Ю.Беленкову (1981), каждая функция осуществляется интегральной системой, элементы которой распределены во многих отделах ДНС. Множественное представительство и множественный контроль играют решающую роль в восстановлении функций при повреждении мозга. Благодаря этому принципу мозг способен лучше приспособиться к условиям внешней и внутренней среды после повреждения в форме дополнительного искусственного усиления электрической активности в поврежденной его половине. Результатом служит появление асимметрии в электрической активности симметричных структур головного мозга перед цриступом эпилепсии.

Нами впервые была обнаружена унилатералъная электрическая активность в структурах одной из половин головного мозга на фоне общего эпилептического припадка. Это явление наблюдалось у животных 4-й и 5-й экспериментальных ipynn на стороне среднемозговой перерезки. В противоположной половине головного мозга эта эпилептическая активность либо вообще отсутствовала (5-я эксперименталь ная группа), либо была выражена в единичных структурах (4-я экспе риментальная группа).

Согласно данным литературы, эпилептическая активность в структурах головного мозга при пеницнллиновой интоксикации протекает симметрично независимо от того, существует или не существует какое-либо одностороннее повреждение мозга (Gloor et ell., 1977; Gloor, Faxiello, 1988; bevic, Veskov, Eakic, 1980; Yamanchi et all., 1984).

Наш экспериментальные данные, полученные у животных с односторонней перерезкой половины покрышки среднего мозга,частично подтверждают это, так как нами наряду с симметрично протекающей эпилепсией (56,6^) была зарегистрирована и асимметрия электрической активности симметричных структур головного мозга во время эпилептического припадка. Об этом свидетельствуют усредненные данные спектрального анализа, а также ф-фактор.

На основании вышесказанного подтверждаются данные Е1оог, ?аг1е11о (1988) о нескольких различных механизмах возникновения генерализованных приступов, которые могут не совпадать, что нарушения процессов торможения могут играть важную роль в запуске некоторых форм генерализованных эпилептических разрядов.

Если у животных существует какое-либо повреждение головного мозга, то, согласно данным литературы (Ьеу1с еЪ а11.,1980; Но1пез, 1985), повреждение играет существенную роль в тлщггяттди пеницил-линовой эпилепсии. Раздражающее действие очага повреждения на окружающую мозговую ткань является пусковым началом для появления на фоне пеницпллиновой интоксикации судорожной активности. Поэтому у животных 3-ей экспериментальной группы эпилептическая судорожная активность при введении больших доз пенициллина появляется первоначально, по-видалому, в области повреждений покрышки среднего мозга. Отсюда она распространяется по проекционным и комис-суральным путям в ростральном и каудальном направлениях и создает впечатление ее появления в симметричных структурах головного мозга. Однако данная "кажущаяся" синхронность проявления судорожной активности в симметричных структурах головного мозга у животных 3-ей экспериментальной группы может быть обнаружена при дополнительной перерезки у этих же животных комиссуралъных систем конечного, межуточного и среднего мозга. Б этих условиях генерализованная эпилептическая активность в исследуемых структурах головного мозга во время судорожного припадка сменяется унилатерально;': эпилептической активностью, локализованной в той половине голов-' ного мозга, которая соответствует поврежденной половине мозгового ствола. Это свидетельствует о том, что эпилептическая активность распространяется из очага повреждения (от места своего первоначального возникновения) к структурам противоположной половины головного мозга преимущественно по системе комиссуралъных связей конечного и межуточного мозга. Что .касается комиссуралъных свя-

зей задних отделов мозгового ствола, то они, по-видимому, не участвуют в этом проведении. -

Сделанный вывод о механизме унилатералъной эпилептической активности позволяет заключить, что по мере своего развития припадок создает в определенных отделах головного мозга "условия", способствующие прекращению приступа. По-видимому, по мере развития припадка в нервной ткани усиливается зацредельное торможение в результате наступающего утомления, которое развивается по мере повторения эпилептического приступа. В этом случае торможение выступает как целебное средство, которое ограничивает распространяющееся возбуждение в ЦНС.

Устойчивость ЦНС к патологической активности судорожного характера во многом зависит от состояния кортикальных, кортико-петальных и центрифугальных тормозных процессов (Окуджава, 1964, 1966, 1969, 1972, 1991; Сараддишвили, Геладзе, 1977). Установлены егруктуры, которые осуществляют тормозной контроль за деятельностью веокортекса: хвостатое ядро, неспецифические ядра таламу-са, каудашш ретикулярная формация ствола мозга, мозжечок, а также каудальное рзхикулярное ядро Варолиева моста (КРШ). Резко Повышенная тормозная активность КРШ возникает благодаря воздействию из коры иараотавдих импульсов высокой частоты и силы на стволовые структуры. Вследствие этого КРШ посылает свои все более мощные кортико-петатолыше импульсы и становится определяющим механизмом торможения судорожной активности обоих полушарий мозга, который способствует прекращению припадка, благодаря гиперполяризационному процессу торможения корковых нейронов. Одновременно под влиянием КРШ происходит активация нисходящей ретикулярной системы ствола, которая приводит к глубокому торможению спи-нальных рефлексов. Нарушаются ингибиторные механизмы КРШ и одновременно в корковых нейронах начинает быстро нарастать мембранная деполяризация с последующей деполяризационной инактивацией, которая приводит к затуханию судорожного приступа вследствие истощения (Окуджава, 1979, 1991).

Таким образом, эпилептический приступ, проявляющийся в виде возбуждения, сменяется торможением охранительного характера, направленным на восстановление работоспособности мозга. При прекращении судорожной активности активность протеолитических ферментов понижается, преобладающими становятся синтетические процессы

показатели энергетического и белкового обмена постепенно приели-жаются к исходному значении (Погодаев, 1985).

Известно, что в процессе перехода ЦНС из одного функционального состояния в другое важную роль играют нейромедиаторные системы мозга - дофаминергическая, серотонинэргическая, норадрена-линэргическая, мокоамлнэргическая и другие, что центральное возбуждение связано с повышением уровня норадреналива, а его понижение - с торможением.

Согласно моноаминергической теории, регуляция сна (Jouvet, 1969, 1977) осуществляется двумя восходящими системами нейронов: серотонинсодержащами, обеспечивающими наступление сна и запуск парадоксального сна, а также катехоламинсодержащими и холииэрги-ческими нейронами, которые поддерживают бодрствование и парадоксальный сон. Накопившиеся во время бодрствования и медленноволнового сна химические вещества нейтрализуются во время быстрого сна (Jouvet, 1964; Benent, 1965). При этом срабатывает тригерный механизм организации быстроволнового сна: серотонин, ацетилхолин и норадреналин (Jouvet, 1972, 1973, 1974, 1989). В свою очередь ацетилхолин, как известно, воздействуя на медиаторы сна, влияет на ГЖК, участвующую в процессе торложения.

Для новообразования белков в ЦНС особенно важен парадоксальный сон (Hobson, 1969; Oswald, 1969), который выполняет "восстановительную" функцию (Hartmann, 1973), так необходимую животным после эпилептического приступа.

Видя в основе синхронной деятельности нейронов процесс уравнивания их лабильности, М.Н.Ливанов (I960, 1962, 1972, 1983) высказал предположение о физиологическом значении синхронности, отражающей то состояние коры больших полушарий головного мозга, при котором облегчается иррадиация как возбудительного, так и тормозного состояния. На это же в своих исследованиях указывают Н.Н.Любимов (1959, 1962), Criget, Brostean (1953), Wilkinson, Millsney (1976). Согласно этому положению, можно на основании наших экспериментальных данных, полученных на оперированных животных после введения больших доз пенициллина, сделать заключение, что готовность нервной системы кошек к воспроизведению эпилептического приступа связана, главны;.! образом, с вероятностью распространения возбуждения из очага повреждения к ростральным структурам головного мозга, а наступление постэпилептического сна является отражена-

ем синхронизированной электрической активности тормозного состояния.

Наши теоретические представления о том, что асимметричный сон следует после неравноценной деятельности симметричных полови головного мозга, подтвердились в наших исследованиях. У животных 3-ей экспериментальной группы после завершения эпилептического статуса регистрируется асимметричный сон, который выражается в с( существовании медленноволнового сна в одном полушарии и быстрого сна - в другом. Следует отметить, что при патологии сна у болз ных нарколепсией происходит возврат на более древние адаптивные механизмы интеграции фаз сна (Карманова, 1985; Карманова, Разумоз Яхно, 1987; Карманова, 1988). Это проявляется в расширении критериев, типичных как для медленноволновой, так и для активированно! фаз сна. Имеет место одновременное проявление признаков сна, типичных для обеих стадий. Расширяется диапазон переходных состояний от эпилептического приступа к постэпилептическому сну. Все это указывает на важность изучения различных типов медленноволнового и парадоксального сна в постэпилептическом периоде.

При определенной деятельности организма возможна избирательная мобилизация функциональных актов разной сложности. Об этом свидетельствуют данные о латерализации функций в ЦНС (Ыосидзе,' 1977; Бланки, 1985, 1989; Любимов, 1980; Фокин, 1982 и др.). Об этом же свидетельствуют наши данные, полученные как во время приступа эпилепсии, так и во время постэпилептического сна.

У животных 4-й и 5-й экспериментальных групп после односторонней эпилептической активности в структурах одной половины головного мозга постэшлептический сон имел признаки асимметрии в ЭЭГ-картине симметричных структур головного мозга. На стороне эпз лептической активности наблюдалось либо более глубокое подавлена электрической активности (признаки быстрого сна), чем в противоположной половине головного мозга, либо медленная электрическая активность (признаки медленного сна), которая контрастировала с признаками быстрого сна в противоположной половине головного мозга. Наблюдаемое нами во время быстроволнового сна торможение эпи лептической активности по сравнению с медленноволновыми фазами сна соответствует новейшим экспериментальным данным о тормозных механизмах, участвующих в прекращении эпилептической активности, среди которых важное место занимают ромбэнцефалические структуры

б частности каудальное ядро моста (Окуджава, 1966, 1991). Медленная активность может быть проявлением как физиологических,так и патологических процессов. По мере углубления медленного ска и нарастания -активности генерализованная эпилептическая активность, как правило, подавляется. Можно предположить, что медленная активность является как бы проявлением тормозного процесса.

В фазе быстрого сна, реализуемой каудальной активирующей системой мозгового ствола, эпилептическая активность подавляется: в быстром сне становятся невозможными самоподдержание и распространение эпилептической активности (Вейн, 1982, 1989; Бибилей-пвили, 1985; Биниауришвили, 1985; Jouvet, 1977).

Согласно ряда литературных данных (Jouvefc, 1961; Hobson, 1988; Jouvet, Bada, Denoyer, 1988), "быстрый сон" представляет собой более глубокую фазу сна, чем "медленный сон". Так, во время "быстрого сна" происходит падение мышечного тонуса. М.А.Гара-ев и Н.Н.Любимов (1987) рассматривали две неравноценные стадии "медленного сна": классический "медленный сон" и "медленный сон" с подавлением мышечной и глазодвигательной активности. Поэтому состояние глубокого сна (стадия быстрого сна или же стадия мед-ленноволнового сна с подавлением мышечного тонуса и глазодвигательной активности) сразу же после эпилептического приступа в структурах той половины головного мозга, которая была охвачена эпилептическим процессом, по-видимому, отражает приспособительную реакцию центральной нервной системы, направленную на скорейшее восстановление функциональных ресурсов более "истощенной" половины головного мозга, продолжительность которой зависит от скорости формирования процессов функциональной реорганизации и включения новых дополнительных резервных возможностей. Необходимо отметить, что, по-видимому, одним из важных факторов восстановительного процесса является скорость репаративных обменных процессов в нейронах и синаптических образованиях.

Анализ многочисленных исследований, проведенных И.П.Павловил и его учениками, а впоследствии М.М.Хананаигвили (1972, 1282, 1984), О.С.Адриановым (1980, 1985), А.Н.Советовым (1988), позволяет считать, что восстановление деятельности ЦНС после ее повреждения представляет волнообразный процесс, который постепенно" нарастая, стремится приблизиться к исходному уровню.

ВЫВОДЫ

1. На основании регистрации и анализа ЭЭГ, ЭМГ и поведения экспериментальных животных (интактных и с различными 'формами сенсорной деафферентации) изучены механизмы возникновения генерализованных процессов, пути их распространения, транскомиссуралъная передача этих процессов на различных уровнях мозгового ствола и полушарий головного мозга, происхождение симметричной и асимметричной их организации, а также системность этих процессов.

2. Генерализованные формы функциональных влияний в направлении переднего мозга обеспечиваются синхронной деятельностью сосуществующих симметричных нейрональных механизмов (организаций) мозгового ствола.

3. Степень генерализации активирующих процессов головного мозга зависит от степени и полноты функциональной мобилизации этих симметричных механизмов.

4. Различные формы асимметрии эпилептической активности головного мозга во время эпилептического припадка, асимметрия мед-ленноволновой и десинхронизированной электрической активности во время естественного или постэпилептического сна отражают собой избирательное активирование асимметричных стволовых механизмов, соответствующих функциональных или патологических актов.

5. У интактных гпвотных и у кошек с перерезкой зрительного тракта и комассуралъвых систем конечного, межуточного и среднего мозга во всех исследуемых структурах головного мозга как во время естественного сна, малых и болылр: эпилептических припадков, так а цри постэпилептическом сне наблюдается синхронное проявление соответствующих изменений электрической активности.

6. У животных с перерезкой половины покрышки среднего мозга с комбинированной перерезкой половины покрышки среднего мозга и комиссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга,а также с полной деафферентацией одной из половин переднего мозга (3-й, 4-й и 5-й экспериментальных групп, соответственно) наблюдается асимметрия сна: медпенноволновой сон - в одной половине головного мозга и быстрый сон - в симметричной половине головного мозга (с периферическим проявлением признаков медленного или

■ парадоксального сна) или развитие медленноволнового сна различ-

ной глубины в противоположных половинах головного мозга.

7. У кошек, у которых общим повреждением центральной нервной системы является повреждение среднего мозга (3-й, 4-й и 5-й экспериментальных групп), прогностическим показателем к появлению эпилептического приступа служит асимметрия электрической активности в симметричных структурах головного мозга.

8. У животных с перерезкой половины покрышки среднего мозга эпилептический процесс начинается на стороне повреждения: эпилептическая электрическая активность первоначально регистрируется на стороне поврежденной половины головного мозга.

9. У животных 3-й, 4-й и 5-й экспериментальных групп (у которых о.бщим повреждением ЦНС было повреждение среднего мозга) после завершения эпилептического статуса наблюдается асимметрия в электроэнцефалографической картине постэпилептического сна, которая является отражением сосуществования быстрого и медленно-волнового сна в симметричных структурах головного мозга или развития медленноволнового сна различной глубины в этих структурах.

10. У животных с комбинированной перерезкой полоеины покрышки средпего мозга и комиссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга, а также с полной деафферентацией одной из половин переднего мозга при введении больших доз пенициллина можно создать унилатеральную эпилепсию в одной из полоеин головного мозга, на стороне повреждения среднего мозга.

11. У животных 4-й и 5-й экспериментальных групп (с комбинированной перерезкой половины покрышки среднего мозга и комиссуральных систем конечного, межуточного и среднего мозга, а также с полной деафферентацией одной из половин переднего мозга) после завершения унплатерального эпилептического статуса следует асимметричный сон (на стороне эпилептического приступа возникает фаза более глубокого сна, чем в противоположной половине головного мозга), который сопровождается соответствующей асимметрией мышечного тонуса.

х-х-х-х-х-х

Приношу мою искреннюю признательность и благодарность научному консультанту диссертации - профессору, доктору медицински:-: наук Н.Н.Любимову за постоянную помощь в ходе выполнения данной работы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ '

1. Изучение асимметрии естественного сна и сна после малого эпилептического црипадаа в условиях искусственной асимметрии проводящих путей анализаторов // ХУ съезд Бсесоюзн. физиол. об-ва им. И.П.Павлова, Кишинев, 1987. - Л.: Наука, т. 2. - С. 227 (совм. с Истратовым Е.Н., Базиян Б.Х.).

2. Экспериментальная эпилепсия у животных с "расщепленным" мозгом // Научн. труды "Пластичность нервной системы", в. 18. -I.Î., 1989. - С. 134-136.

3. Асимметрия ЭЭГ-проявлений сна в норме и после припадка

у животных с поврежденным мозгом // Матер. IX Всес. конф. "Проблемы нейрокибернетики", Ростов-на-Дону, 1989. - С. 179-180.

4. О механизмах "унилатеральной эпилепсии" в центральной нервной, системе // Восстановительная неврология. - Иркутск, 1990. - С. 91-92.

Б» Унилатеральная эпилепсия и асимметрия "постэпилептического" ОВД // £урн. ВИД. - 1990. - Т. 40, В 2. - С. 362-368 (совм. с Н.Н.Лю&шовш).

6. Сон поело унилатеральной эпилепсии // Макро- и микроуровни организации мозга: Научн. труды Ин-та мозга. - M., 1990. - Т. 19. - С. II3-II5.

7• Penicillin epilepsy during "simplification" of connections in the brain. Constituent Congress International society for pathophysiology, Itoscow, Uay 28 - June I, 1991. Abstrsots, p. 17

8. Сон и унилатеральная эпилепсия. - M., 1992. - 10 стр. Депонир. в ВИНИТИ, J» 428. - В.92.07.02.1992.

,9. Сон в условиях Естественной асимметрии проводящих путей головного мозга. - M., 1992. - 15 стр. - Депонир. в ВИНИ1И, JS 429. - 7.02.92 г., В.92.

10. Пенициллиновая эпилепсия у животных с перерезкой половины покрышки среднего мозга // Труды НИИ мозга РАМН "Макро- и микроуровни организации мозга в норме и патологии". - M., 1992.

11. Механизмы бодрствования, судорожной активности и сна в условиях разных форм деафферентации половины переднего мозга // X Всесоизн. с международным участием конфр. по нейрокибернетике, посвященной памяти А.Б.Когана. - Ростов-на-Дону, Ï992.

12. Асимметрия быстрого и медленного сна после унилатеральной эпилепсии // Механизмы повреждения и восстановления целостного мозга. - Иркутск, 1992.

Зак-Я^ТирУА? тмк