WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Список сокращений..4 В В Е Д Е Н И Е..7 Глава ИЗМЕНЕНИЯ ХРОНОГРАММЫ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ 1. АКТИВНОСТИ ЧЕЛОВЕКА В ...»

-- [ Страница 1 ] --

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Список сокращений…………………..…….…….….…………………….………....4

В В Е Д Е Н И Е………………………….……………..…………………..……….....7

Глава ИЗМЕНЕНИЯ ХРОНОГРАММЫ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ

1.

АКТИВНОСТИ ЧЕЛОВЕКА В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ (обзор

литературы).……………………………….………………………………..………...17

1.1 Иерархическая организация биоритмов как основа системноспецифического подхода в оценке развития церебральной активности…………..17

1.2. Возрастные особенности микроритмики мозга человека……………………38 1.2.1 ЭЭГ в онтогенезе………………………….………………………………43 1.2.2. РЭГ в онтогенезе…………………………………………….………….57 Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ..……..…………63

2.1. Организация исследования…………………………………………….………63

2.2. Контингент обследуемых………………………………….…………….…….64

2.3. Электроэнцефалография …………………………..….……….………...…….66 Реоэнцефалография.………….………………………………………….……..73 2.4.

Аутохронометрия.……………..……………………………………………….79 2.5.

Оценка агрессивного статуса …………………………………………..……..80 2.6.

Регистрация метеорологических параметров…………………..……..……...82 2.7.

Методы статистической обработки результатов исследования……..………85 2.8.

Глава 3. ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ НЕЙРОДИНАМИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ, РЕГИСТРИРУЕМЫХ НА ЭЭГ и РЭГ ЧЕЛОВЕКА

В РЕЖИМЕ ФОНОВОЙ ЗАПИСИ ……………..….………………………….87

3.1. Динамика амплитудных компонентов ЭЭГ от 3-х до 82-летнего возраста.……………………………………………………………………………..…87 3.1.1. Амплитуда по отведениям……………….……………………………..91 3.1.2. Амплитуда по отдельным ритмам…………………………..………....92 3.1.3. Результаты аппроксимационного анализа возрастной амплитудной динамики………………………….…………………….………100



3.2. Онтогенетические сдвиги мощностных и частотных компонентов ЭЭГ….130

3.3. Возрастные изменения параметров РЭГ………………….……………….….139

3.4. Половые различия онтогенетического паттерна изменений ЭЭГ и РЭГ.…..157

Глава 4. АНАЛИЗ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ КОМПОНЕНТОВ

ХРОНОГРАММЫ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕЛОВЕКА НА

ФОНЕ ЭНДОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ……………………………………176

4.1. Возрастные изменения параметров ЭЭГ и РЭГ при аутохронометрии……176 4.1.1. Динамика аутохронометрической точности в онтогенезе человека….177 4.1.2. Возрастные изменения амплитудных характеристик ЭЭГ и РЭГ на фоне внутреннего отсчета времени……………..……….…………..….179 4.1.3. Онтогенетические сдвиги спектрально-мощностных и частотных компонентов церебральной микроритмики при аутохронометрии…184

4.2. Возрастная динамика параметров ЭЭГ и РЭГ в ответ на изменения эмоционального статуса…….…...…………………………………………………..194 Глава 5. РОЛЬ ОРДИНАРНЫХ ЭКЗОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

В ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКЕ КОМПОНЕНТОВ

ЭЭГ И РЭГ………...…………………………………………………………….206 особенности метеореактивности церебральных

5.1.Возрастные процессов……………………………………………………………..……………....207

5.2. Половые различия в динамике компонентов РЭГ и ЭЭГ в ответ на ординарные геофизические воздействия…………………………………..222 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………….………..………….…………....232 ВЫВОДЫ………………………………………………………………….………..241 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ………………………………………...245 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……….………………………...………………….…246 ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………………315

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

А1 – ушное (референтное) отведение ЭЭГ слева А2 - ушное (референтное) отведение ЭЭГ справа А вен/Аарт - отношение амплитуды венозной компоненты реограммы к амплитуде артериальной компоненты А макс – амплитуда максимальная А полн – амплитуда спектра полная А ср – амплитуда средняя Альфа – время восходящей части волны реограммы Альфа 1- время быстрого кровенаполнения Альфа 2 – время медленного кровенаполнения АЭ – агрессивная эмоция Бета В – бета-ритм высокочастотный Бета Н – бета-ритм низкочастотный БЭАГМ – биоэлектрическая активность головного мозга ВА – вербальная агрессия ВЗМР – время зрительно-моторной реакции ВНД – высшая нервная деятельность ГЭБ – гематоэнцефалический барьер ДИА – диастолический индекс ДИК - дикротический индекс ДС – динамический стереотип ДЭ - дисциркуляторная энцефалопатия ИА – индекс агрессивности ИВ – индекс враждебности ИМ – индивидуальная минута ИПТ – интегральный показатель тревожности КА – ковенная агрессия КаРи – коэффициент асимметрии реографического индекса Н - негативизм НЭС – нейроэндокринная система О – обида П - подозрительность ПВО - показатель венозного оттока РИ - реографический индекс СХЯ – супрахиазматические ядра гипоталамуса УР – условный рефлекс УРВ – условный рефлекс на время ФА – физическая агрессия ФЗ – фоновая запись ЦА – церебральный арахноидит ЦНС - центральная нервная система ЧВ – чувство вины ЧСС – частота сердечных сокращений ЭЭГ - электроэнцефалограмма, электроэнцефалографический C – центральное отведение ЭЭГ (Сentrum) СzА1 – центральное отведение ЭЭГ С3А1 – левое центральное отведение ЭЭГ С4А2 – правое центральное отведение ЭЭГ F ср – частота спектра средняя F дом – частота спектра доминирующая Fmd – лобное (Frontis) реоэнцефалографическое отведение справа Fms – лобное (Frontis) реоэнцефалографическое отведение слева FpzA1 – передне-лобно-центральное отведение ЭЭГ FzA1 - лобно-центральное отведение ЭЭГ Fp1A1 – левое переднее лобное отведение ЭЭГ Fp2A2 – правое переднее лобное отведение ЭЭГ F3A1 – левое лобное отведение ЭЭГ F4A2 – правое переднее лобное отведение ЭЭГ F7A1 – левое заднее лобное отведение ЭЭГ F8A2 – правое заднее лобное отведение ЭЭГ Omd –затылочное (Occipitalis) реоэнцефалографическое отведение справа Oms –затылочное (Occipitalis) реоэнцефалографическое отведение слева OzA2 – центральное затылочное отведение ЭЭГ О1А1 – левое затылочное отведение ЭЭГ О2А2 – правое затылочное отведение ЭЭГ Р – теменное отведение ЭЭГ (Parietal) PzA2 – центральное теменное отведение ЭЭГ Р3А1 – левое теменное отведение ЭЭГ Р4А2 – правое теменное отведение ЭЭГ T - височное отведение ЭЭГ(Temporalis) Т3А1 – левое переднее височное отведение ЭЭГ Т4А2 – правое переднее теменное отведение ЭЭГ Т5А1 – левое заднее височное отведение ЭЭГ Т6А2 – правое заднее височное отведение ЭЭГ Qx - время распространения пульсовой волны от сердца до исследуемого участка S макс – мощность спектра максимальная S полн - мощность спектра полная S ср - мощность спектра средняя S полн - мощность спектра полная Vмакс - максимальная скорость быстрого кровенаполнения крупных артерий Vср - средняя скорость медленного кровенаполнения средних и мелких артерий Z базовое - базовое сопротивление тела

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В Программе фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2015 – 2020. Приложение 1) в разделе 7 «Физиология и фундаментальная медицина» первым пунктом обозначена необходимость «исследований роли интегративных процессов в центральной нервной системе…». В соответствии с данным направлением, одним из ключевых положений современной концепции здоровья «Космос-Земля»

является преимущество влияния регуляторных систем в поддержании здоровья практически здорового человека (Ушаков И.Б. и соавт., 2013) как в условиях космоса, так и при наземном взаимодействии организма с окружающей средой.

Физиологические механизмы таких влияний базируются на эндогенных свойствах мозга, дальнейшая расшифровка которых во многом зависит от понимания всех этапов становления и развития церебральных ритмических свойств. Ведь нормальная церебральная реактивность человека к ординарным геофизическим факторам (как модели свехслабых экзогенных воздействий) субъективно не дает о себе знать. Априори этот феномен, среди прочего, может лежать в основе функциональных взаимоотношений человека со средой обитания, придавать данной системе («Человек – среда») относительную замкнутость (И.И.Гительзон, Г.М.Лисовский, 2005) и проявляться в динамических изменениях компонентов хронограмм церебральной активности в ходе индивидуального развития.

Характер хронограмм колебательных процессов различного диапазона любой физиологической функции отражает е деятельность на системном уровне (Basar E., 2005, 2008; Рыбаков В.П. и соавт., 2009; Pulvermller F. еt al., 2014; Покровский В.М., 2015). Церебральная активность как часть системы «Организм», тоже осуществляется по законам ритма, и объективизируется, в основном, с помощью регистрации и анализа волн микродиапазона - ЭЭГ, РЭГ.





Компоненты этих хронограмм, их паттерн в целом, - в значительной степени характеризуют системную деятельность мозга, в том числе – в онтогенетической динамике. Сами волны РЭГ и ЭЭГ классифицируются как микроритмы, тогда как отслеживание продолжительной динамики их отдельных компонентов на протяжении жизни человека дат возможность анализа взаимодействия микро-, макроритмов (например, определнного месяца жизни) и ритмов мегадиапозона (онтогенез, стадия онтогенеза). Согласно одному из подходов (Basar E., 2005, 2008) существенная роль в этом принадлежит самими осцилляторным системам мозга, которые с помощью избирательно распределнных нейрональных дельта-, тета-, альфа-, бета- и гамма-сетей управляют общими передаточными функциями мозга, вероятно, включающими и взаимодействие с окружающей средой.

Подробное пошаговое исследование компонентов хронограмм в процессе постнатального развития (которое до сих пор ещ не проводилось в широком онтогенетическом ряду человека) позволило бы судить о специфике церебрального электрогенеза (ЭЭГ), особенностей мозгового кровообращения (РЭГ), осуществлять специфической анализ деятельности мозга по отдельным возрастам, а также – выявлять специфизм различных функциональных состояний.

Такой системно-специфический подход в анализе динамики чтко определнных составляющих БЭАГМ мог бы быть перспективным Л.Б., 2015) потому, (Иванов что иерархическая организация любых биоритмов (и мозговых микроритмов в частности) основана на общих во многом единых закономерностях метаболической, биохимической природы (Водолажская М.Г. и соавт., 2006;

Гурская О.Е., Цыган В.Н., 2015). Ведь вся мозговая «химия», при всей ее невероятной сложности, фактически работает на обеспечение электрогенеза, который, строго говоря, и является главным содержанием работы мозга, на что еще в 1868 году указывал И.М. Сеченов (цит. по Горелик А.Л. и соавт., 2015).

За весь период научного изучения головного мозга накоплен колоссальный массив наблюдений и частных экспериментальных данных по возрастным особенностям церебральных ритмов (Фарбер Д.А., 1982-2009; Yoshida T. et al., 1991; Иванов А.Б., 2002; Безобразова В.Н., Догадкина С.Б. 2003; Соколова Л.С., Мачинская Р.И., 2006; Болдырева Г.Н., 2007; Безруких М.М., 2009; Wang X.J., 2010; Животова В.А., и соавт., 2011, Ярыгина Н.А. и соавт., 2015; Дмин Д.Б. и соавт., 2015 и дугие), лавинообразно расширяющийся по мере технического прогресса. Однако его теоретическое осмысление в целом существенно отстает (Горелик А.Л. и соавт., 2015; Сумской Л.И., 2015). Нередко в нередко весьма обширные в количественном отношении и техническом исполнении факты описаны не систематизировано, интерпретируются сумбурно либо противоречат одни другим, за их гигантским количеством пока плохо просматриваются контуры серьзных онтогенетических и/или хронофизиологических обобщающих моделей.

Причинами такого положения дел являются, на наш взгляд:

отсутствие единых исследований в масштабном онтогенетическом ряду: от 1) раннего детства до старости. В основном, изучались отдельные ранние периоды онтогенеза (детские, юношеские, реже – подростковые) либо 2-3 ближайших друг к другу периода (Джос Ю.С. и соавт, 2015 и др.). Существенно меньше работ о возрастных особенностях микроритмики мозга человека у здоровых взрослых в состоянии покоя, а также с применением эмоциональных (Костандов Э.А., Чермушкин Е.А., 2014) и/или аутохронометрических проб.

Несмотря на обилие сведений отдельные компоненты хронограмм 2) микроритмов мозга человека детально (в том числе и количественно) не проанализированы сквозным образом в масштабе всего обозримого постнатального онтогенеза и не обобщены в хронофизиологическом аспекте, не выстроена их смысловая иерархия.

Работ, в которых бы нейродинамическая функция оценивалась с шагом в 3) один месяц (длиною в жизнь), либо с шагом в один день, встретить не удалось.

Поэтому упускались и оставались незамеченными существенные детали развития церебральной активности. Возрастные исследования в подавляющем большинстве случаев осуществлялись лишь на основании сопоставления данных различных стадий онтогенеза (одной-двух-трх), то есть фактически – с шагом в несколько лет либо в несколько десятков лет, то есть недостаточно подробно во времени.

Недостаточно сведений об ординарных субъективно неощущаемых 4) экзогенных воздействиях на компоненты церебральной ритмики в онтогенетической динамике, причм не климатологической (Khasnulin, Khasnulina, 2012; Сороко С.И. и соавт., 2012, 2015), а биометеорологической направленности. Естественной (природной) моделью таких сверхслабых воздействий на микроритмику мозга неврологически здоровых людей могли бы послужить неэкстремальные метеорологические условия, как результат геофизических воздействий, объективизирующих экзогенное астрономическое время и задающих субъективный отсчт времени. Ведь на регуляцию соответствия реального онтогенеза организма его темпоральным параметрам, закодированным в геноме, и направлено субъективное эндогенное время. Аутохронометрия же соотносится с экзогенным временем, задаваемым внешними факторами, что необходимо для подстройки временнй структуры организма к динамике внешних потоков энергии, информации и времени. В этом состоит изменчивость и новизна системоспецифического времени организма, т.е. биологического времени (Chernisheva M.P., 2007), ЭЭГ- и РЭГ-сопровождение которого в возрастных позиций тоже требует детализации.

5) Отсутствием обобщнных хронофизиологических сведений о динамике компонентов церебральной микроритмики «по вертикали», то есть оценки широкого частотного диапазона колебаний - от 3 до 40 Гц, - как в покое, так и под влиянием эндогенных и экзогенных факторов. Учитывая современные представления о различных уровнях локализации генераторов ритмики (Сумский Л.И., Куксова Н.С., 2007; Жаворонкова Л.А., 2007; Knyazev G.G., 2012; Федотова И.Р., Фролов А.А., 2015 и др.), а также данные по церебральной скальповой «горизонали», об уменьшении в онтогенезе межиндивидуального сходства ближних межкортикальных взаимосвязей при жестком сохранении - дальних (Панасевич Е.А. и Цицерошин М.Н., 2015), такой подход, на наш взгляд, в определнной степени отражал бы эволюционный принцип оценки постнатального развития электрогенеза мозга человека.

Эти положения послужили основанием для проведения настоящего исследования.

Цель работы: проведение системно-специфического анализа динамики основных компонентов хронограмм ЭЭГ и РЭГ человека в возрасте от 3 до 82 лет.

Задачи исследования.

Выявить доминирующую и сопутствующие тенденции онтогенетической 1.

динамики основных компонентов хронограмм ЭЭГ (амплитудных, мощностных и частотных) и РЭГ человека в едином возрастном ряду от 3 до 82 лет с шагом в один месяц в состоянии относительного покоя (в режиме ФЗ), проанализировать их характер.

Установить место и значение специфических особенностей отдельных 2.

стадий онтогенеза в обобщнной онтогенетической картине динамических изменений компонентов хронограмм церебральной активности.

Проанализировать онтогенетическую динамику компонентов хронограмм 3.

церебральной активности человека на фоне аутохронометрии.

Выявить влияние изменения эмоционального статуса с помощью 4.

моделирования АЭ в сочетании с оценкой фоновой агрессивности на онтогенетическую динамику компонентов хронограмм церебральной активности человека.

Оценить церебральный ответ на экзогенные факторы - ординарные 5.

изменения погоды, - проанализировать характер его участия в формировании доминирующей и сопутствующих тенденций онтогенетической динамики основных компонентов хронограмм работы головного мозга человека.

Выстроить смысловой иерархический ряд компонентов хронограмм 6.

церебральной активности по степени их вовлечнности в эндогенный механизм индивидуального развития электрогенеза мозга человека и в ответ на экзогенные ординарные геофизические воздействия.

Обобщить основные направления онтогенетической динамики 7.

компонентов хронограмм церебральной активности человека на эндогенном уровне и в условиях ординарных экзогенных воздействий окружающей среды.

Положения, выносимы на защиту Существует доминирующая онтогенетическая тенденцию регресса 1.

амплитуды хронограмм церебральной активности человека: чем медленнее ритм ЭЭГ в ряду частотных диапазонов «Бетаальфатетадельта» (и чем глубже локализация его генератора), тем теснее обратная связь его амплитуды с возрастом человека. Закономерность имеет нелинейный гетерохронный, преимущественно правосторонний характер, у женщин - более поступательный, чем у мужчин, сохраняется и усиливается на фоне аутохронометрии, при моделировании агрессии и является более стойкой по сравнению с сопутствующими тенденциями: ослаблением мощности ЭЭГ на фоне е учащения.

Частные отклонения от общей доминирующей онтогенетической 2.

тенденции иллюстрируют специфические (нелинейные и гетерохронные) особенности стадий онтогенеза, являющиеся результатом: временнго и пространственного перераспределения функций и энергии в ходе индивидуального развития, перехода количественных изменений в качественные,

- то есть не отменяют, а формируют неизбежную регрессию амплитуды ЭЭГ и РЭГ в возрастном ряду от 3 до 82 лет.

В церебральный ответ на факторы внешней среды (ординарные изменения 3.

погоды) в первую очередь вовлечн параметр мощности колебаний ЭЭГ, обнаруживающий тенденцию обострения нормальной метеочувствительности по направлению из глубины к конвекситальной поверхности мозга, то есть в ряду «Дельтатетаальфабета». Тенденция усиливается с возрастом.

Зеркальность двух онтогенетических тенденций – эндогенной 4.

(амплитудный регресс, усиливающийся от конвекситальной поверхности к глубине мозга) и экзогенной (биометеорологический прогресс, усиливающийся в обратном направлении - из глубины мозга к его конвекситальной поверхности) свидетельствует о системном диалектическом единстве процессов, один из которых направлен на поддержание целостности организма в ходе индивидуального развития, а другой - на взаимодействие организма с факторами окружающей среды. Будучи функциональными синергистами, оба процесса обеспечивают гармоничное поддержание относительной замкнутости и безопасности системы «Человек – среда».

Научная новизна работы. Впервые осуществлн сквозной анализ динамики основных компонентов хронограмм ЭЭГ и РЭГ человека в едином широком онтогенетическом ряду от 3 до 82 лет с шагом в один месяц. Применн оригинальный системно-специфический подход, представляющий собой сочетание масштабного онтогенетического обобщения с подробной детализацией индивидуальных возрастных изменений отдельных параметров ЭЭГ и РЭГ.

Впервые в режиме фоновой записи документирована закономерность: чем медленнее ритм ЭЭГ в ряду частотных диапазонов «Бетаальфатетадельта»

(и чем глубже локализация его генератора), тем теснее обратная связь его амплитуды с возрастом человека. Установлен нелинейный, гетерохронный, преимущественно правосторонний характер данной зависимости, приоритетный по отношении к сопутствующим тенденциям: ослаблению мощности ЭЭГ на фоне е учащения, уплощению амплитуды РЭГ-волны, а также увеличение временных параметров РЭГ при уменьшении е скоростных величин.

Показана сохранность, стойкость и расширение пространственного представительства общей доминирующей онтогенетической тенденции регресса амплитуды ЭЭГ человека в режиме аутохронометрических проб и при моделировании агрессивной эмоции.

Выявлена усиливающаяся с возрастом тенденция к обострению нормальной метеочувствительности по направлению из глубины к конвекситальной поверхности мозга, то есть в ряду «Дельтатетаальфабета». Обобщены зеркальные направления онтогенетической динамики компонентов хронограмм церебральной активности человека на эндогенном уровне (амплитудный регресс, усиливающийся от конвекситальной поверхности к глубине мозга) в условиях ординарных экзогенных воздействий окружающей среды (биометеорологический прогресс, усиливающийся в обратном направлении - из глубины мозга к его конвекситальной поверхности).

Научно-практическая ценность работы. Полученные данные позволяют существенно расширить и углубить системные представления о природе, закономерностях и механизмах формирования феномена интегративной деятельности здорового головного мозга человека.

Так, в частности, удалось показать и описать следующие позиции:

- хронофизиологическую взаимосвязь биоритмов различного диапазона церебральной микроритмики с макро- и мегаритмическими физиологическими процессами, причинно-следственные связи между ними.

- Соотношение упорядоченных и хаотичных, синхронных и асинхронных, симметричных и асимметричных, эндогенных и экзогенных процессов на примере изменений онтогенетической динамики биоритмов (ЭЭГ, РЭГ, ОМЦ, волны онтогенеза) в ответ на аутохронометрию, агрессию, погоду, - как множественная иллюстрация всеобщего закона единства и борьбы противоположностей.

- Место и значение специфических особенностей отдельных стадий онтогенеза в обобщнном онтогенетическом паттерне церебральной активности как результат перехода количественных изменений в качественные.

- Возможности сверхслабых экзогенных воздействий среды на базовые звенья системы мозга на примере особенностей нормальной церебральной метеочувствительности.

- Вовлечнность агрессивного статуса индивидуума в механизм работы больших биологических часов, как иллюстрация необходимости духовно-нравственного компонента индивидуального развития.

- Возможность внедрения в экспериментальную практику установленной нелинейной зависимости иерархически выстроенных компонентов хронограмм церебральной активности от возраста человека, расширяющей и углубляющей возможности анализа и интерпретации данных рутинных ЭЭГ- и РЭГ-тестов, и предоставляющей фактический материал для моделирования нейрофизиологических процессов.

В плане единства фундаментальных и прикладных направлений нейрофизиологии результаты работы пополняют базу для перспективного выделения и формирования ряда новых медицинских специальностей (теоретическая нейрофизиология, клиническая нейрофизиология).

Полученный фактический материал может послужить базой для нейрофизиологического сопровождения наукомких нейрореабили-тационных и нейрореконструктивных технологий, рожднных за рамками классической нейрофизиологии и требующих высокого уровня нейрофизиологической подготовки работающих с ними специалистов (Горелик А.Л. и соавт., 2015).

Располагая общей онтогенетической тенденцией динамики отдельных (основных, рутинных) составляющих ЭЭГ и РЭГ, исследователь обретт, на наш взгляд, физический (физиологический) смысл компонентов хронограмм, их иерархическую интерпретационную значимость, прояснит общебиологическое (эволюционное, историческое) понимание изменений наблюдаемых в более короткие отрезки жизни испытуемого, то есть сделает шаг к формированию системного нейрофизиологического мышления.

Внедрение результатов в практику. Результаты работы использованы при написании авторских программ специализированных курсов «Нейрофизиология человека», «Нормальная физиология. Физиология челюстно-лицевой области», «Чтение биохимического анализа», включены в содержание лекций и практических занятий по этим предметам на кафедре фундаментальных проблем медицины и медицинских технологий Федерального государственного бюджетного образовательного учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет» (СПбГУ).

Тема исследования вошла в предмет Договора №2 о научном сотрудничестве между СКФУ (лабораторией биомедицины) и ФГБНУ «НИИЭМ» СЗО РАМН (сейчас - «Институт экспериментальной медицины») от 17 февраля 2014 г.

Глава 1. ИЗМЕНЕНИЯ ХРОНОГРАММЫ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ

АКТИВНОСТИ ЧЕЛОВЕКА В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ

(обзор литературы) Иерархическая организация биоритмов как основа системноспецифического подхода в оценке развития церебральной активности Характер хронограмм колебательных процессов различного диапазона любой физиологической функции отражает е деятельность на системном уровне (Basar E., 2005, 2008; Рыбаков В.П. и соавт., 2009; Коротько Г.Ф., Водолажская М.Г., 2011; Покровский В.М., 2015). Это тем более справедливо по отношению к работе головного мозга человека. В основе формирования любой психической деятельности лежит системная иерархическая организация структур мозга, взаимодействие которых обеспечивает осуществление целостного когнитивного процесса (Шеповальников, А.Н.; Цицерошин М.Н., 2007; Pulvermller F. еt al., 2014).

Церебральная активность как часть системы «Организм», осуществляется по законам ритма, и объективизируется, в основном, с помощью регистрации и анализа волн микродиапазона - ЭЭГ, РЭГ (рутинная ЭЭГ, РЭГ, количественная ЭЭГ со всеми е ответвлениями, видео-ЭЭГ-мониторинг сна). Активно развиваются полисомнография, электронейромиография, исследования вызванных потенциалов (ВП), в том числе вестибулярного миогенного ВП (Нарышкин А.Г., 2012; Горелик А.Л. и соавт., 2015). Также постепенно завовывают свои ниши комплексы «Вегетотест», «Психотест», всевозможные сенсорные анализаторы, методики стабилометрии, энергонейрокартирования, магнитоэнцефалографии.

Компоненты этих хронограмм, их паттерн в целом, - в значительной степени характеризуют системную деятельность мозга, в том числе – в онтогенетической динамике.

Так, величины основных компонентов ЭЭГ и РЭГ (амплитуда, мощность, частота, а также их многочисленные производные) представляют собой суммарные показатели функции (выраженности физиологического процесса, различных мозговых структур) и аргумента (фактора времени). Считается, что по изменению амплитуды регистрируемой ритмической активности, то есть по выраженности функции, - можно судить об изменении степени вовлеченности той или иной мозговой структуры либо процесса в решение исследуемой задачи (Федотова И.Р., Фролов А.А., 2015). Фактор времени – хронофизиологически представлен в широком диапазоне: от долей миллисекунд, недель, месяцев, до масштабных отрезков, отмеряющих периоды онтогенеза, физическую жизнь человека и др. Сами волны РЭГ и ЭЭГ классифицируются как микроритмы, тогда как отслеживание продолжительной динамики их отдельных компонентов на протяжении жизни человека дат возможность анализа взаимодействия микро-, макроритмов (например, определнного месяца жизни) и ритмов мегадиапозона (онтогенез, стадия онтогенеза). Ведь ритм представляет собой одно из главенствующих качеств любой нормальной функции и является интегральным показателем работы живых систем. Поэтому ритмичность процессов в организме поддерживается многоэтажно, иерархично.

Согласно одному из подходов (Basar E., 2005, 2008) существенная роль в этом принадлежит самими осцилляторным системам мозга, которые с помощью избирательно распределнных нейрональных дельта-, тета-, альфа-, бета- и гаммасетей управляют общими передаточными функциями мозга. По принципу суперпозиции осцилляций в частотных диапазонах ЭЭГ интегративные функции мозга формируются в результате комбинированного действия множественных осцилляторов. А избирательный запуск распределнных осцилляторных систем, суперпозиция осцилляций и распределнная кооперация между мозговыми структурами/нейрональными ансамблями обеспечивают механизм «суперсвязывания» («superbinding») как основу широкомасштабно интеграции.

Глобально сопряжнные нейрональные ансамбли головного и спинного мозга, а также вегетативной нервной системы вовлечены в переработку совместных связей и коммуникаций и вместе с системой нейромедиаторных подстроек играют ключевую роль в срабатывании механизмов психонейросоматической интеграции в системе «мозг-тело-сознание» (Basar E., 2005, 2008; Афтанас Л.И. и соавт., 2014).

Структура иерархической организации ритмических процессов со всей ее жесткой локализацией основана на метаболической иерархии. Именно последняя обеспечивает базальные («нижние») уровни регуляции функций. Именно метаболическая соподчиненность процессов создает иерархию временную, по существу, обеспечивая биологическую связь времени и пространства (Комаров Ф.И., Рапопорт С.И., 2000; Водолажская М.Г. и соавт, 2006 а, б). Не случайно понятие «ритм» относится в первую очередь к категории времени. Поэтому хронофизиологический анализ ритма по вышеизложенным соображениям обеспечивает в определнной степени фундаментальный системный подход (Анохин П.К., 1979; Нарышкин А.Г. и соавт., 2015) к оценке деятельности целостного организма (Покровский В.М., 2015) и мозга в частности.

С другой стороны, детальные и подробное пошаговое исследование динамики компонентов хронограмм в процессе постнатального развития (которое до сих пор ещ не проводилось в широком онтогенетическом ряду человека) позволило бы судить о специфике церебрального электрогенеза (ЭЭГ), особенностей мозгового кровообращения (РЭГ), осуществлять специфической анализ деятельности мозга по отдельным возрастам, а также – выявлять специфизм различных функциональных состояний.

Такой системно-специфический подход в анализе динамики компонентов хронограмм церебральной активности человека представляется перспективным потому, что иерархическая организация любых биоритмов (и мозговых микроритмов в частности) основана на общих во многом единых закономерностях метаболической, биохимической природы. А вся мозговая «химия», при всей ее невероятной сложности, фактически работает на обеспечение электрогенеза, который, строго говоря, и является главным содержанием работы мозга, на что еще в 1868 году указывал И.М. Сеченов (цит. по Горелик А.Л. и соавт., 2015).

В настоящее время хорошо известно, что живые ритмы любого диапазона – от долей секунды (синтез и распад молекул) до многих десятков лет (акселерация, ретардация) - дирижируются пейсмекерами (от англ. pacemaker – делающий шаг) или эндогенными водителями ритмов. Необходимость в них возникла в эволюции с появлением клеточной организации живой материи, когда требовалась координация физико-химических процессов, протекающих в отдельных компонентах клетки, и подчинение этих процессов ритмам окружающей среды. На ранних этапах эволюции ритмические процессы многоклеточных организмов регулировались гуморально специфическими химическими веществами цитогормонами». Эта форма регуляции ритмов отчетливо видна на самых ранних стадиях пренатального онтогенеза. Дробление яйцеклетки происходит ритмично во времени, и в количественном отношении. Такая ритмичность обеспечивается химической регуляцией: сразу же после слияния генетического материала материнского и отцовского организма в зиготе начинается синтез ацетилхолина и стероидных гормонов, аналогичных гормонам взрослого организма. Если искусственно нарушить синтез этих веществ, то дробление прекращается вследствие нарушения его ритмичности (Држевецкая И.А., 1990), что иллюстрирует хронофизиологическую общность фило- и онтогенетических механизмов (Коротько Г.Ф., Водолажская М.Г., 2011).

Гуморальные факторы регуляции ритмов эволюционно прогрессировали, создаваясь на основе известных компонентов межуточного обмена (метаболитов):

глицина, аспарагиновой и глютаминовой кислот, таурина, фенилаланина, триптофана и других веществ (Рослый И.М. и соавт., 2005; Гурская О.Е., Цыган В.Н., 2015). Каждое из перечисленных соединений является не только аминокислотой, как это воспринимается на первый взгляд, но и соответствующим медиатором – фактором нервной регуляции. Так на смену исключительно гуморального способа управления осцилляторными процессами в ходе эволюции пришла нервная система, взяв на себя значительную долю в организации биоритмов. Однако деятельность ЦНС навсегда осталась неразрывно связанной с гуморальным способом регуляции, по сути, представляя собой диалектическое единство.

При этом морфогенез нервных центров, естественно, тоже требовал качественного усложнения метаболической и, в том числе, гуморальной основы.

Последняя (медиаторная) функция при всей ее общности с целостными обменными процессами заняла обособленные позиции. Ведь фило- и онтогенетическое рождение новых нервных центров шло (и идет) принципиально по двум возможным путям: 1) создания новых нейромедиаторов, 2) использования «старых» известных метаболитов, но привязывая их к конкретным нервным структурам и тем самым придавая им медиаторный специфизм. К примеру: «был»

примитивный растворитель глицин, которым буквально пропитан весь организм, а «получился» узко специфический тормозный нейромедиатор. Интересно, что по мере усложнения регуляторных процессов в ЦНС все теснее использовалась и та, и другая сторона: и узко медиаторная деятельность, и широко метаболическая функция конкретного субстрата. В этом же заключена основа единства метаболической, нервной и гуморальной иерархии в организации живой ритмики.

Фаза подъема любой функции (как структурная часть биоритма), по сути, представляет собой возбудительную сторону процесса, которая должна адекватно снабжаться энергетически, что в целостном организме невозможно без активации метаболизма, а это, в свою очередь, должно адресно управляться медиаторным звеном центральной нервной субстанции. Фаза спада (как другая структурная часть биоритма) обеспечивается зеркально противоположными механизмами.

Суммарно обе эти фазы представляют собой компонент хронограммы – амилитуду (размах ритма), комплексно отражающую биоэнергетическую (метаболическую) составляющую периода колебания как звена всего флуктуирующего процесса, входящую, например, в расчт уровня постоянного потенциала, позволяющего оценивать энергозатраты головного мозга и его отдельных областей (Фокин В.Ф., 2003; Боравова А.И. и соавт., 2009; Большевидцева И.Л. и соавт., 2015;

Нехорошкова А.Н., Грибанов А.В., 2015), величины размерной сложности (Anokhin, A.P. et al, 2000; Вешневецкая Е.В., Гобунов И.А., 2009; И.В.Таротин, Г.А.Иваницкий, 2014; Джос Ю.С. и соавт., 2014; Емельянова Т.В., 2015). Из исследований, проводимых при помощи позитронно-эмиссионной томографии известно, что интенсивный церебральный метаболизм, превышающий показатели взрослого человека почти вдвое, характерен для детей в возрасте от 3 до 8 лет (Kneisl J.S., Patt J.C., 2006). После 9 лет интенсивность нейроэнергометаболизма у детей значительно снижается (Фарбер, Д.А. и соавт., 2000), но не у жителей Севера (Нехорошкова А.Н., Грибанов А.В., 2015).

На молекулярном, клеточном либо органном уровне эти колебательные процессы довольно просты и прочны, так как их эндогенные ритмзадаватели структурно и метаболически закреплены, чего не скажешь о системных и организменных ритмах, пейсмекеры которых сложны, многоступенчаты, благодаря чему обеспечивают более филигранную регуляцию ритмики, но от этого же – они более ранимы и уязвимы. Чем более эволюционно молод пейсмекер, чем он более функционально совершенен (Pokrovsky V.M., 2003), чем бльшая доля центральных нервных механизмов включена в его работу, тем он более лабилен и реактивен к экзогенным и эндогенным воздействиям различного рода. Это и неудивительно, ведь природа в экстремальных ситуациях расплачивается в первую очередь недавними своими приобретениями (Водолажская М.Г. и соавт., 2006 а,б).

Водители молекулярных, клеточных либо органных ритмов обладают весьма скудной медиаторной основой, а более совершенные пейсмекеры располагают метаболическим карт-бланшем: они пользуются практически всеми промежуточными продуктами синтеза известных медиаторов, благодаря чему обладают функциональной поливариативностью. Столь высокая физиологическая свобода не могла не подчинить себе более примитивные структуры, подобно более интеллектуальному и адаптированному субъекту, который по логике управляет менее развитыми узко обученными профессионалами. Вопрос о целесообразности такого рода иерархии легко разрешим при помощи анализа конкретных фактов.

Мышечная дрожь, как известно, является одним из показателей адаптации нервной системы, прежде всего к температурным условиям среды. Различия же в проявлении реакции дрожи состоят в количестве нейромедиаторов (Тимофеев Н.Н., Прокопьева Л.П., 1997). Есть расхождения и в рецепторном звене как нормального мышечного тонуса, так и паркинсонизма, в то же время и тот и другой большей частью создаются изменениями дофаминового обмена.

Холодовые рецепторы преобладают количественно: иx насчитывается 150 тысяч, а тепловых – на порядок меньше (Кассиль Г.Н., 1964). Это означает, что гормонально обусловленные ответы на сигналы с поверхности тела для дальнейшего термогенеза количественно различаются. В основе разного типа дрожи лежит деятельность гипоталамических центров. При гипертермии организму необходимо подавить: химический, сократительный и несократительный (недрожательный) термогенез. Каждый из них имеет свою метаболическую специфику (например, недрожательный термогенез является проявлением более совершенной адаптации), но все они имеют принципиально общую ритмогенную нейрофизиологическую базу. Ключевой принцип же заключается в обеспечении надежности срабатывания столь важного приспособительного механизма.

По мере усовершенствования организации живых организмов возникало все больше и больше пейсмекеров в разных органах и тканях: проводящая система миокарда, пейсмекеры перистальтики и сегментации тонкого кишечника.

Большинство из них являлись периферическими образованиями, представляя собой своеобразную переходную форму, прообраз центральных нервных, мозговых водителей ритма. Такой переход весьма отчетливо иллюстрируется на примерах организации ритмики двух жизненно важных систем: сердечной деятельности и дыхания. В первом примере, с сердцем, доминирует внутриорганное вождение ритмики, а во втором – центральное нервное «дирижирование». Но в обоих случаях не обходится без участия и того, и другого этажа. Уместно подчеркнуть, что принцип многоэтажности со строгим соблюдением субординационных отношений между «этажами» не только безотказно срабатывал, но и совершенствовался при организации ритмики на протяжении всего маршрута, доступного нашему наблюдению. Природа шла по пути создания множества пейсмекерных надстроек, что автоматически предполагало расширение медиаторно-гормональной вариативности в обеспечении ритмики. Специфика все более высокоорганизованных пейсмекерных механизмов базировалась на обширной сочетанности разных нейромедиаторов.

Естественно, что целостность организма могла быть обеспечена только в случае синхронизации многочисленных пейсмекеров между собой, а также в случае согласованности их с ритмическими изменениями внешней среды. Эта важнейшая биологическая задача (по существу являющаяся частью основного направления эволюции – развития механизмов адаптации, направленных на экономизацию биоэнергетики) и была решена путем формирования двух полноправных взаимосвязанных регуляторных систем – нервной и эндокринной.

Нервная система выполняла функцию организатора связи между ритмической активностью in vivo и периодическими изменениями окружающей среды, а эндокринная система оказалась «вставленной» между нервными механизмами и периферическими органами (Држевецкая И.А., 1994), обеспечивающими адекватный метаболизм. При этом кровь, как интегративная среда, стала создавать возможность дыхательной эуритмии (Залманов М.С, 1974), иллюстрируя функциональную и пропорциональную связь между «примитивным»

метаболизмом и жизненно важными функциями, регулируемыми высшими отделами нервной системы по всей молекулярно-организменной вертикали (Роуз С., 1995).

Так, периодические гормональные выбросы сопровождаются мощным метаболическим ответом, прежде всего, в энергетическом звене. Здесь гормонам необходимо регулировать направление и интенсивность метаболических путей.

Такой гормональный механизм реализуется через повышение скорости химических реакций, а также через реципрокность гормонов и ключевых субстратов (Тимофеев Н.Н., Прокопьева Л.П., 1997). К примеру, катехоламины стимулируют синтез янтарной кислоты, а янтарная кислота стимулирует образование катехоламинов. Иначе говоря, янтарная кислота является адреномиметиком, а катехоламины – сукциномиметиками. Это означает, что конкретный гормональный эффект накладывается на конкретное метаболическое проявление, причем сопряжение такого рода осуществляется в биоэнергетическом звене.

Метаболический фундамент ритмогенеза, по существу, объединяет любой биологический ритм. Для систематизации обратимся к наиболее популярной классификации биоритмов – по величине периода, - в соответствии с которой выделяют: микроритмы, ритмы средней частоты, мезоритмы, макроритмы и мегаритмы. Остановимся подробнее на некоторых из них, представляющих непосредственный предмет настоящего исследования.

Микроритмы Микроритмика (с периодом колебаний от долей секунды до 30 мин) реализуется на энзимо-метаболическом уровне, основанном на законе обычного равновесия: реакция идет в одном направлении, пока не накопился субстрат.

Примером могут служить осцилляции на молекулярном уровне (синтез и распад АТФ, образование молекулярных комплексов), периодичность перистальтики кишечника, частота дыхания, ритмы ЭЭГ, РЭГ, ЭКГ. При реализации микроритмики метаболический потенциал способен перераспределяться. Так, показано, что на фоне усилении мыслительной и даже экстрасенсорной активности на ЭЭГ увеличивается число связей в гамма-диапазоне (Бехтерева Н.П., 2002; Русалова М.Н., 2005, Кокина О.И., 2006). В нашей лаборатории установлено, что по параметрам ЭЭГ человека выявляется перераспределение внутримозговой энергии на фоне опухолевого процесса в мозге (Водолажская М.Г., Рослый И.М., Кушакова А.В., 2005 а, б).

Оптимальное функционирование ЦНС предполагает экономию субстрата, экономию структуры и экономию энергии, что составляет субстратно-структурноэнергетическое единство (Рослый И.М., Шуляк Ю.А., 2004). Еще Раймон-и-Кахаль писал, что «во время нейрогенеза происходит своего рода борьба между отростками и возможно между нервными клетками за пространство и питание»

(цит. по Раевскому В.В., 2005). Нервное развитие есть элиминация начальной избыточности энергии и структуры.

Показано, что при эмоции стыда происходит пространственное перераспределение частотно-амплитудных показателей ЭЭГ полушарий мозга (Лукина М.Г., 2005). Хотя исследование динамики компонентов хронограмм церебральных микроритмов различных эмоциональных состояний в обширном возрастном аспекте проводились нечасто и в настоящее время слабо обобщены.

Важно, что в адаптации к гипоксии у плодов человека в поддержании оптимального уровня напряжения кислорода и сохранения тканевого дыхания ведущее значение имеет среднее межкапиллярное расстояние, т.е. тот путь, который должен пройти кислород путем диффузии от капилляра к нейрону (Чепелев Н.Г., 2005). Неслучайно поэтому анализ ЭЭГ у подростков выявил уникальную особенность (Иванов А.Б., признак кислородной 2002) недостаточности. Этот факт позволяет по иному понять подростковые девиации не только как белковый дефицит, но и как сдерживающий фактор в нейрогенезе развивающегося мозга, что впрочем не мешает подросткам проявлять обостренную временную пунктуальность по сравнению даже со взрослыми (Водолажский Г.И., 2004). Столь парадоксальная особенность, скорее всего, связана с тем, что острейший субстратно-энергетический дефицит и дисбаланс в ЦНС подростка компенсируется и является благоприятным для наилучшего срабатывания биологических часов 1-го рода - аутохронометрии (Водолажская М.Г., 2000), также как функциональная незрелость фронтоталамической системы мозга детей при переходе в препубертатный возраст сопровождается компенсаторным усилением межцентральной интеграции по когерентности на ЭЭГ в коре больших полушарий (Мачинская Р.И., 2005). И действительно, по данным Гаврилова В.

М. (2005) онтогенез мозга, зависящий от уровня метаболической мощности, расширяет поведенческий репертуар индивидуума и фенотипическое разнообразие. Интересно, что креативность (способность порождать новые нестандартные идеи – высшее психическое проявление) базируется на состоянии обычного вышеупомянутого энергетического потенциала мозга, регистрируемого по изменению мощности ЭЭГ в альфа-диапазоне (Старченко М.Г. и др., 2005), который, в свою очередь, подчинен биохимическим закономерностям (Кузнецова Е.И. и соавт., 2004): особенностям нейромедиаторного обмена, в том числе катехоламинергическим процессам.

Взаимосвязь двух микроритмов – ЭЭГ и ЭКГ – иллюстрируется исследованиями Васильева Е.Н. и Урываева Ю.В. (2005), Софронова Г.А. и соавт.

(2014), Суворова Н.Б. и соавт., (2015), Ярыгина Н.А. и соавт., (2015), Дружинина А.К. и соавт., (2015 б) Жан Элизе В.Э. (2015), в результате которых среди прочего установлен своеобразный сердечно-церебральный синхронизм по альфа-ритму ЭЭГ на фоне элементарного мысленного процесса подсчета собственных сердцебиений. Подобная иерархическая подчиненность висцеральных систем высшей психической функции продемонстрирована и детально исследована на модели сердечно-дыхательного синхронизма В.М.Покровским и его школой (Покровский В.М. и сотр., 2002; Pokrovsky V.M., 2003).

По данным, полученным в нашей лаборатории, иерархическая организация микроритмов в диапазоне РЭГ основана на жестких закономерностях мозгового кровообращения и, по сути, представляет собой гемодинамический синхронизм.

Так, два хронофизиологических показателя РЭГ человека – время быстрого кровенаполнения крупных артерий и время медленного кровенаполнения средних и мелких артерий – в нормальных условиях константны и отражают не только анатомическое соответствие физиологическим функциям, но и метаболический оптимум, базирующийся на биохимических закономерностях. В головном мозге переходу крови из крупных артерий в более мелкие предъявляются особые (по сравнению с другими органами) временные требования, чтобы не допустить ни малейшего затора в сосудах. Основные этапы церебральной гемодинамики должны протекать оперативно, плавно и адекватно, без задержки, но и без избытка кровенаполнения. Мозг не может себе позволить неторопливого заполнения обширного капиллярного ложа (которым он, впрочем, и не располагает). Именно поэтому скорость метаболизма каждого нейрона внешне подчинена интенсивности церебрального кровообращения (и наоборот, ведь функция кровообращения есть следствие генетически запрограммированной трофики отдельной клетки). На единицу мозговой ткани приходится максимальная количественная интенсивность поступления кислорода и других субстратов (Нейрохимия, 1996; Рослый И.М., Водолажская М.Г., 2005).

Выбор нейромедиаторов на фоне пространственной ограниченности меньше – интенсивность метаболизма выше, что дополнительно подтверждает положение:

пространственная иерархия ритмов определяет временную иерархию. Три вышеописанных вида синхронизма свидетельствуют о строгой соподчиненности отдельных физиологических микроритмов друг другу, а также об их субординационных отношениях с высшими отделами мозга.

Высшие психические функции исторически являются отражением метаболических законов, в свою очередь базирующихся на обычных биохимических процессах, на поддержании жизненно важных констант (глюкозы, общего белка, альбуминов, холестерина и т.д.). Так, нижняя граница нормы содержания общего белка у взрослых (65 г/л) является верхней границей нормы для детей. Это автоматически предполагает напряженность аминокислотного снабжения растущего организма и в первую очередь - головного мозга, нуждающегося в постоянном обновлении нейромедиаторов, большинство из которых – производные аминокислот (Рослый И.М., Водолажская М.Г., 2005).

Безусловно, это отражается на вышеописанных возрастных особенностях ЭЭГ детей и подростков. Ведь поддержание уровня общего белка в плазме подчинено определенным законам. Гипопротеинемия и гиперпротеинемия требуют подключения системы мембранного транспорта, синтеза и протеолиза. Степень диспротеинемии характеризует размер доступного фонда денатурированных белков и во многом детерминирует активность трансаминаз, особенно АСТ. При этом мозг выступает основным субстратно-энергетическим потребителем.

Поэтому распределение общего белка по различным тканям, по различным отделам ЦНС (Рослый И.М., Шуляк Ю.А., 2004) достаточно логично объясняет и факт перераспределения внутримозговой энергии при разнообразных видах церебральной активности. А поскольку высшие отделы ЦНС находятся в тотальном субстратно-энергетическом дефиците (прежде всего, в дефиците по белку), то для упорядочивания их деятельности на уровне микроритмики значительная десинхронизация периферических процессов (сердцебиения, дыхания и др.) недопустима. Такая метаболическая ситуация заставляет биохимические процессы упорядочивать, а значит, регулировать и синхронизировать периферию, обеспечивая тем самым иерархический тип организации ритмики микродиапазона. Впрочем, этот же принцип, основанный на общих биохимических закономерностях, срабатывает и при организации биоритмов большего периода.

Ритмы средней частоты Ритмы средней частоты (с периодом от 30 мин до 28 ч) для обеспечения продолжительности фаз подъема и спада функции требуют более длительного течения однонаправленных метаболических процессов, сопровождающихся накоплением дефицитных субстратов. В эту группу входят: околочасовой ритм синтеза белка, лежащий в основе механизма согласования активности клеток в онтогенезе (Dueber et al., 2011; Bravo-Cuellar et al., 2013; Бродский В.Я. и соавт, 2015), ультрадианные (до 20 ч) и циркадианные (околосуточные - 20-28 ч) ритмы.

Примерами являются чередование сна и бодрствования, суточные изменения температуры тела, работоспособности, артериального давления, аутохронометрии.

Пищеварительные процессы, например, функционируют в диапазоне среднечастотных ритмов. Нервная регуляция перистальтики кишечника подчинена законам всасывания и осмоса. Над этими процессами главенствует гормональная регуляция моментального действия (адреналин, глюкагон) и отстроченного действия (глюкокортикоиды). Вступает в закон механизм регуляции по типу обратной связи, когда накопившийся конечный продукт тормозит начальную биохимическую реакцию. Интенсивность протекания ритмического процесса среднечастотного диапазона определяется метаболической квантуемостью – способностью клеток интенсифицировать любой процесс за счет постоянства макроэргических фосфатных соединений при увеличении числа метаболического оборота (Сакс В.А., 1979). Не случайно поэтому, щелочная фосфатаза крови строго интервальна как физиологический параметр, что удерживает общий фонд фосфатов в определенном интервале (Рослый И.М., Шуляк Ю.А., 2004).

Циркадианный цикл – основной ритм физиологических функций человека.

Из множества среднечастотных процессов пейсмекерная организация ритмов суточного диапазона изучена наиболее подробно. К настоящему времени известно, что центральный нервный механизм, обеспечивающий циркаритмику млекопитающих, (и, прежде всего, циркадианную ритмику) представляет собой деятельность ряда структур головного мозга, объединенных многокомпонентную иерархическую систему. В соответствии мультиосцилляторной теорией циркадианной организации, сформулированной Питтендрихом (1984, цит. по Э.Б.Арушаняну, 2000), данная система складывается из множества пейсмекеров, находящихся друг с другом в определенных субординационных отношениях.

Первичным пейсмекером признано парное образование переднего гипоталамуса супрахиазматическое ядро (СХЯ), способное генерировать импульсы не только в целостном организме, но и в условиях in vitro. Из вторичных пейсмекеров суточных ритмов с хронофизиологических позиций наиболее изучены базальные ганглии, гиппокамп, некоторые ядра гипоталамуса (Э.Б.Арушанян, 1998, 2000;

М.Г.Водолажская, Э.В.Бейер, 2001; М.Г.Водолажская и соавт., 2000). В указанных пейсмекерных механизмах особое место занимают сопряженные антагонистические отношения СХЯ с эпифизом. Эпифиз оценивают как нейроэндокринный трансдуктор, то есть орган, передающий информацию об освещенности среды от нервной системы к эндокринной. Иначе говоря, эпифиз образует «мостик» между первичным ритмоводителем нервного происхождения (СХЯ) и эндокринными механизмами согласования ритмов. Основной гормон эпифиза – мелатонин - поступает в гипоталамус. Таким образом, через мелатонин СХЯ связано с гипоталамическими нейросекреторными клетками, вырабатывающими нейрогормоны и регулирующими гормональную секрецию передней доли гипофиза. Мелатонин при этом ограничивает активность СХЯ, препятствуя «ускорению хода биологических часов» и делая рисунок суточных колебаний поведения более четким. В случае же удаления эпифиза биологические часы начинают «спешить», т.е. СХЯ, лишенные эпифизарного сдерживающего контроля, задают ритмику несколько более частую по сравнению с фотопериодизмом (Э.Б.Арушанян, 2000).

В настоящее время выделяют пять уровней иерархической интеграции ЦНС: 1) неокортикальный, 2) таламический, 3) гипоталамический, 4) стволовой и

5) спинномозговой, которые соотносятся с пятью функциональными состояниями организма: 1) бодрствованием, 2) пассивным бодрствованием и дремотой, 3) поверхностным медленноволновым сном, 4) глубоким медленноволновым сном,

5) быстроволновым сном с двумя «воронками»: морфометрической с неокортикальным уровнем интеграции в десятки миллиардов нейронов, таламическим и гипоталамическим с десятками миллионов нейронов и стволовым бульбарным в сотни тысяч нейронов и функциональной, где на бодрствование приходится 70-77% времени суток, на МФС – 22-24% и на БФС – 6-7%.

Совершенно очевидно, что это хорошая иллюстрация структурнофункциональной зависимости с субстратно-энергетической экономией (Оганесян Г.А. и др., 2005).

Структурно-энергетическое единство иллюстрируется практически постоянно при трансляции ритмов средней частоты на биохимический язык. Тормозные аминокислоты (глицин, таурин и ГАМК) обычно располагаются в нижних отделах нервной системы, возбуждающие (аспартат и глутамат) значительно выше (Раевский К.С., Георгиев В.П., 1986) и это особенно понятно в биохимическом плане. Возбуждающие аминокислоты находятся в одном метаболическом шаге от энергетического котла – цикла трикарбоновых кислот (ЦТК). Состояние возбуждения возможно, когда есть подпитка биоэнергетикой. А ГАМК имеет двойственную функциональную роль – медиаторную и метаболическую – выраженность которой зависит от энзимологического статуса ключевых ферментов, а значит, она – онтогенетически и филогенетически регулируема. И в этом ее особая, известная физиологам и врачам элитарность (Рослый И.М., Водолажская М.Г., 2005). Глицин, таурин и ГАМК для проявления своего физиологического эффекта требуют энергозависимого транспорта к клетку против градиента концентрации, что сопровождается длительным временным отрезком, и удлиняет период ритма: от микродиапазона до среднечастотных и макрофлуктуаций.

Макроритмы Макроритмы (от 20 дней до года, к которым относятся окологодовые, а также сезонные и околомесячные колебания), гормонально обусловлены, но требуют обязательного подключения генома, синтеза новых белков с определенным сроком жизни, с координацией ферментативной активности во времени и в пространстве. Все перечисленное хронофизиологически обеспечивается ни чем иным, как микроритмами, замыкая своеобразный «ритмико-метаболический круг». Макроритмы организованы благодаря серьезной клеточной перестройке: изменению размера ядра, митохондрий, пула рибосом, активизации эргастоплазмы (аппарата Гольджи). Эта морфологическая динамика и обеспечивает околомесячные, сезонные и окологодовые колебания функций.

Для реализации весьма продолжительных фаз спада и подъема макроритма необходима коренная метаболическая перестройка с выраженными изменениями:

переходами углеводного обмена на липидный, липидного – на белковый и т.д.

(Панин Л.Е., 1986). Это хорошо видно на примере сезонных колебаний пищевого предпочтения: летом, в жару не будешь есть сало, а зимой, наоборот, так как летом усилено тепловыделение и снижен термогенез, а зимой – наоборот.

В этом отношении интересна устойчивость к стрессу, которая изменяется в макродиапазоне в зависимости от биохимического статуса. Установлено, что у резистентных к стрессу крыс повышен уровень норадреналина, а у чувствительных – дофамина и 5-гидрокситирозина в разных структурах головного мозга (Исмайлова Х.Ю. и соавт., 2005). В первом случае – это более жесткая метаболическая активность, выражающаяся преимущественно в возбуждении. Во втором варианте – метаболическое торможение. Целостная же реакция на стрессовый фактор характеризуется последовательной сменой фаз подъема и спада - возбуждения и торможения, что протекает во временном макродиапазоне.

Описана даже психологическая иерархия макроритмики в отношении формирования мотивов человеческой личности (Психологические тесты / под ред. Карелина, Т.1, 2005). Для выработки двигательного навыка по Павлову тоже требуется довольно длительный запуск «дофаминергического окна». Выброс дофамина инициируется условным сигналом, а дофамин можно рассматривать как маркер условнорефлекторной деятельности (Майоров В.И., 2005). В онтогенезе при выработке определенных поведенческих реакций выделяются критические макро-периоды: например у крыс пассивно-оборонительная реакция замирания сменяется активно-оборонительным поведением между 25 и 35 днем и этот постнатальный сочетается с мощной метаболической динамикой – важный временной этап (Шишелова А.Ю., 2005).

Мегаритмы И, наконец, мегаритмы (длительностью в десяток или многие десятки лет) основаны на пока еще малопонятных изменениях генетической программы реализации гормональной сферы. Здесь речь идет не об одном-двух гормонах, а об обширном гуморальном воздействии практически на все стороны метаболизма.

Этому виду колебаний подчинены некоторые инфекционные процессы. Примером мегаритма может служить и чередование процессов акселерации и ретардации, фазы онто- и филогенеза, включая проявления эмоциональных черт характера (Bodenmann S. et al., 2009; Caspi A. et al., 2010; Fazio L. et al., 2011; Goel N., Dinges D.F., 2012; Nyberg L. et al., 2013; Spada J. et al., 2014; Пучкова А.Н., Дорохов В.Б., 2015 и др.).

Так, феноменальное обострение чувства временной пунктуальности у подростков по сравнению не только с младшими, но и со старшими субъектами, связанное с повышенной пубертатной тревожностью (Водолажский Г.И., 2004) теперь объясняется биохимически, и в том числе, нехваткой анксиолитика - ГАМК (Рослый И.М., Водолажская М.Г., 2005). Тормозной медиатор ГАМК находится в одном метаболическом шаге от цикла Кребса: альфа-кетоглутаровая кислота глютаминовая кислота ГАМК. Это указывает не только на субстратномедиаторную связь, но и на зависимость локального биоэнергетического обмена в мозге от состояния всей ЦНС. Ведь сжигание альфа-кетоглутаровой кислоты (предшественника ГАМК) растормаживает ЦНС из-за образующегося дефицита субстрата для ГАМК. Содержание этого нейромедиатора в мозге значительно превосходит величину, характерную для других неаминокислотных передатчиков.

Этот физиологический, биохимический и нейрохимический парадокс известен как шунт Робертса или шунт ГАМК (К.С.Раевский, Георгиев В.П., 1986). Он объясняет многие психологические эффекты растормаживания высших функций, таких, например, как аутохронометрия. Данный шунт вначале (на определенной фазе мегаритма) является точкой отсчета для создания в дальнейшем (на последующих фазах мегаритма) более изящных и более специфичных иерархических механизмов, закрепленных за определенными пейсмекерными структурами и центрами.

Это же подтверждает и возрастная динамика нормативов РЭГ: быстрота кровенаполнения сосудов головного мозга и остальные параметры гемодинамики ребенка значительно опережают таковые у взрослых (Водолажская М.Г. и соавт., 2006). У пожилых – свои особенности мозгового кровообращения (Сапин М.Р., Брыксина З.Г., 2004), практически не подкреплнные данными РЭГ. В то же время, микроритмика (в том числе и РЭГ) функционально иерархически подчинена ритмам мегадиапазона (онтогенетическим спадам и подъемам).

Аналогичная субординационная соподчиненность обнаруживается (Безруких М.М. и соавт., 2003) и в отношении ЭЭГ (микроритмика) и ее возрастных изменений (мегаритмов).

В начале 90-х годов прошлого века экспериментально была установлена фазность (а значит, биоритмичность) ответа на длительную алкоголизацию со стороны симпато-адреналовой систесы (САС) (Држевецкая И.А., Водолажская М.Г., 1991; Водолажская М.Г., 1992, 1993). Наиболее, на наш взгляд, интересный момент заключался в том, что данная смена фазы подъема (напряжения САС) фазой спада (торможением катехоламиновой активности) наблюдалась не только у самог пьющего объекта исследования, но и у его потомков, причем, в нескольких поколениях.

Отсюда видно, что достаточно узкий набор нейромедиаторов и гормонов катехоламиновой природы в состоянии обеспечить практически всю синдроматику алкоголизма, подобно гармошке, то сжимающейся, то растягивающейся во времени в различных колебательных диапазонах.

Оказывается, что даже прочно закрепленный и трансформированный в генетической программе комплекс симптомов может себя обнаруживать в следующих поколениях, иерархично реализуясь в ином временном режиме и, вероятно, подчиняясь при этом, высшим пейсмекерным аппаратам хронома (Коротько Г.Ф., Водолажская М.Г., 2003). Столь простой в гуморальногенетическом отношении (колебательный) тип ответа на стрессор (в данном случае, на алкоголь) может растягиваться во времени, но при этом оказывается подчиненным практически единым биохимическим закономерностям, лежащим среди прочего в основе проявлений неспецифического стресс-синдрома.

Итак, ритмогенез представляет собой неспецифическое проявление функционирования каждого органа, системы, организма в целом, которое базируется на согласованной работе ката- и анаболического звена метаболизма и основано на синусоидальном принципе энергоэкономики. На уровне целостного организма возбуждение сменяется торможением и наоборот, что контролируется пейсмекерными аппаратами ЦНС содружественно с гуморальными факторами вегетативной нервной системы. Более низкий (метаболический, молекулярный) уровень обеспечивается гормонами, ответственными за согласованную трату углеводов, белков и жиров. Константность внутренней среды организма обеспечивается вариативностью биохимических процессов и физиологических функций, изменяющихся синусоидально в различных субординационно подчиненных друг другу временных диапазонах. В основе этих механизмов лежит согласованное чередование траты и синтеза, а порой – их синхронное либо почти синхронное течение.

С другой стороны, возрастная специфика отдельных стадий онтогенеза, моделирующая иерархическое единство и взаимосвязь микро- и мегаритмики, представляющая значительный интерес, в литературе документирована избыточно (гл. 1.2.), но с позиции динамики отдельных компонентов хронограммы церебральной активности проанализирована недостаточно детально, и, тем более, не обобщена, хотя такая интерпретация функционального состояния мозга по картине БЭАГМ - конкретная по четко определенным его составляющим (Иванов Л.Б., 2015), - перспективна для решения как академических задач (дальнейшей расшифровки механизмов развития мозга так и для Homo Sapince), переосмысления электроэнцефалографии и реографии в качестве диагностических методов, внедрению единых стандартов и нормативов по различным аспектам деятельности клинического нейрофизиолога (Сумской Л.И., 2015), выявления иерархии и алгоритмизации отдельных нейродинамических параметров.

Подытоживая сказанное, отметим, что сведения об иерархической организация биоритмов, обобщнные в данном разделе обзора литературы, могут послужить основой системно-специфического подхода в оценке развития церебральной активности и методологическим принципом в поиске системно-специфических закономерностей в изменениях работы мозга по мере взросления и старения человека. Однако, как уже было сказано, такой подход в анализе динамики компонентов хронограммы церебральной активности до сих пор ещ не осуществлялся, несмотря на избыточность разрозненных и не систематизированных литературных данных о возрастных особенностях микроритмики мозга на примере РЭГ и ЭЭГ.

Возрастные особенности микроритмики мозга человека 1.2.

За весь период научного изучения головного мозга накоплен колоссальный массив наблюдений и экспериментальных данных, в том числе по возрастным особенностям церебральных ритмов, лавинообразно и ускоренно расширяющийся по мере технического прогресса. Однако, его теоретическое осмысление существенно отстает, фактически оставаясь на уровне, достигнутом в последней четверти прошлого века (Горелик А.Л. и соавт., 2015). Весьма обширные в количественном отношении и техническом исполнении факты нередко либо дублируют друга из года в год, либо противоречат одни другим, за их гигантским количеством пока плохо просматриваются контуры серьзных онтогенетических и/или хронофизиологических обобщающих моделей.

Причинами такого положения дел являются, на наш взгляд, отсутствие единых исследований в масштабном онтогенетическом ряду: от 1) раннего детства до старости. В основном, изучались отдельные ранние периоды онтогенеза (детские, юношеские, реже – подростковые) либо 2-3 ближайших друг к другу периода (Иванов А.Б., 2002; Джос Ю.С. и соавт, 2015 и др.). Существенно меньше работ о возрастных особенностях микроритмики мозга человека у здоровых взрослых (Костандов Э.А., Чермушкин Е.А., 2014) и, тем более, у пожилых людей (Дерябина И.Н., Кэрэуш Я.В., 2015; Мякотных В.В., 2013;

Емельянова Т.В., 2015; Дружинин, А.К. и соавт., 2015) в относительной норме и у лиц, достигших старческого возраста; и тем более - у всех вместе.

Не проводился сквозной (от раннего детства до старости) онтогенетический 2) анализ отдельных компонентов хронограмм церебральных ритмов в онтогенезе:

амплитудной динамики, мощностной, частотной и т.д. Как правило (за редкими исключениями), исследовался и описывался фактологически, но не аналитически, «весь» набор рутинных нейродинамических параметров (Джос Ю.С. и соавт, 2015 и др.) без их вычленения и детальной оценки их физической и/или физиологической значимости. Соответственно, до сих пор не проведена смысловая хронофизиологическая алгоритмизация рутинных нейродинамических параметров, хотя их математическая алгоритмизация производилась (Полонников Р. И., 2002 и др.).

Работ, в которых бы нейродинамическая функция оценивалась с шагом в 3) один месяц (длиною в жизнь), либо с шагом в один день, встретить не удалось.

Поэтому упускались и оставались незамеченными существенные детали развития церебральной активности. Возрастные исследования в подавляющем большинстве случаев осуществлялись лишь на основании сравнения (сопоставления) данных различных стадий онтогенеза (одной-двух-трх), то есть фактически – с шагом в несколько лет либо в несколько десятков лет, то есть недостаточно подробно во времени. Например, «Возрастные особенности показателей спектральной мощности основных ритмов электроэнцефалограммы у детей» (Семнова Н.Ю., 2006).

Описание результатов изучения половой специфики фоновой активности 4) РЭГ и ЭЭГ в полноценном хронофизиологическом аспекте в доступной литературе обнаружить не удалось. Гендерные различия БЭАГМ, как правило, рассматривались исключительно в режиме функциональных проб (в основном не эмоцигенной природы), преследовали сугубо клинические цели, либо были направлены на изучение когнитивных, мнестических, пластических функций, топографических особенностей (Дерягина Л. Е., 2010; Моренко А.Г., Павлович О.С., 2010; Вольф Н.В. с соавт., 2003, 2004, 2009; Тарасова И.В. с соавт., 2005;

Тарасова И.В., 2009; Кручинина О.В. с соавт., 2010; Лаврова О.В., Пятин В.Ф., 2000; Разумникова О.М. с соавт., 2002 – 2009; Панасевич Е.А, Цицерошин М.Н., 2011, 2015, Джос Ю.С., 2015).

Большинство научных трудов на тему, близкую к настоящей работе, 5) написано на основании результатов, зарегистрированных у лиц мужского пола (Дадаева Х.Х., Борукаева И.Х., 2012 а, б; Мякотных В.В., 2013; Афтанас Л.И. и соавт.,2014). Значительно реже в литературе встречаются сведения об онтогенетической динамике ЭЭГ и РЭГ женщин зрелого возраста (Базанова О.М., 2010), несмотря на то, что данный период жизни охватывает весьма широкий возрастной диапазон. Более того, считается, что в данный промежуток онтогенеза в ЭЭГ отсутствуют какие-либо существенные преобразования (Шеховцев И.К., 2006 и др.). Однако для женщин это не вполне справедливо в связи с известными регулярными гормональными сдвигами, сопутствующими ОМЦ, перестройками нейрогуморального статуса, наблюдающимися к климаксу (Solis-Ortiz А.S., 2004;

Базанова О.М., 2009; Лекомцева Е.В., 2006 и др.). Поэтому возможной причиной недостатка сведений об изменении БЭАГМ в течение репродуктивного возраста лиц женского пола может быть отсутствие учета стадийности ОМЦ при исследованиях такого рода.

Несмотря на изобилие проводимых функциональных проб и описаний 6) результатов их применения, анализ динамики компонентов хронограмм церебральной активности человека по ЭЭГ и РЭГ в широком онтогенетическом ряду на фоне эмоциональных эндогенных воздействий практически не проводился. Встречаются лишь отдельные данные о сопряжении осцилляторных систем мозга с компонентами эмоций (Jennings J.R., Heim A.F., 2012; Костандов Э.А., Чермушкин Е.А., 2013; Афтанас Л.И. и соавт., 2014; Федюнина Н.Г. и соавт., 2015), полученные без применения масштабного онтогенетического подхода, локально во времени и/или с довольно узким частотным диапазоном в объективе.

И, наконец, недостаточно сведений об ординарных субъективно 7) неощущаемых экзогенных воздействиях на компоненты церебральной ритмики в онтогенетической динамике, тогда как изучение сверхслабых воздействий на базовые звенья системы мозга является одним из ведущих направлений современной нейрофизиологии как в плане развития фундаментальной теоретической нейрофизиологии, так и в практическом отношении в качестве нейрофизиологического сопровождения наукомких нейрореабилитационных и нейрореконструктивных технологий, переживающих сейчас бурный прогресс (Исанова В.А., Цукурова Л.А., 2011; Горелик А.Л. и соавт., 2015; Калистратова О.В., Соколова Ф.М., 2015; Бегун П.И. и соавт.,2015). Ведь на регуляцию соответствия реального онтогенеза организма его темпоральным параметрам, закодированным в геноме, направлено субъективное эндогенное время.

Аутохронометрия же соотносится с экзогенным временем, задаваемым внешними факторами, что необходимо для подстройки временнй структуры организма к динамике внешних потоков энергии, информации и времени. В этом состоит изменчивость и новизна системоспецифического времени организма, т.е.

биологического времени (Chernisheva M.P., 2007; Чернышева М.П.,2008), электроэнцефалографическое и реоэнцефалографическое сопровождение которого в возрастных позиций тоже требует детализации.

В список сформулированных нами и перечисленных выше семи причин недостаточности фундаментальных системных обобщений в нейрофизиологии нельзя не привести и ту причину, которая озвучена на научно-практической конференции с международным участием «Клиническая нейрофизиология и нейрореабилитация», проходившей 26-27 ноября 2015 года в Санкт-Петербурге, сотрудниками СПб НИПНИ им. В.М. Бехтерева и ИЭФБ им. И.М. Сеченова РАН (Санкт-Петербург) Гореликом А.Л., Нарышкиным А.Г. и Егоровым А.Ю. в докладе «Клиническая нейрофизиология как новая медицинская специальность».

По мнению авторов, к таковой относится традиционная приверженность нейробиологов и врачей «декартовско-вирховианской» научной парадигме. Эта парадигма, описательно-феноменологическая по своей сути, практически исчерпала свой эпистемологический потенциал и должна уступить место парадигме «системно-релятивистской», давно и успешно работающей в дисциплинах физико-технического профиля.

«В числе прочего, это означает и назревшую необходимость перехода к формализованному описанию, а затем и к моделированию изучаемых объектов и процессов, то есть, по сути, к формированию такой дисциплины, как «теоретическая нейрофизиология». Парадокс ситуации, как считает Александр Леонидович Горелик и его соавторы, заключается в том, что именно нейрофизиология в свое время предложила ряд принципов и подходов, легших в основу этой новой парадигмы, чем немало способствовало становлению таких направлений, как системный подход, кибернетика и бионика, информатика и вычислительная техника, теория искусственного интеллекта и многое другое. В то же время на своем собственном поле нейрофизиологи остаются «заложниками»

примата частностей. Достаточно вспомнить количество выделенных за последние десятилетия нейромедиаторов» (Горелик А.Л. соавт., 2015). «Произошедшая на наших глазах компьютерная революция, наряду с прогрессом в области нелинейной математики и теории систем, взрывоподобно расширила и углубила возможности анализа и интерпретации данных рутинных электрофизиологических тестов. Более того, она предоставила большие возможности в плане моделирования нейрофизиологических процессов, что открывает заманчивые пути к созданию теоретической нейрофизиологии, отчасти по аналогии с теоретической физикой. Здесь необходимо также заметить, что фундамент отечественной научно-методической базы содержит, по сути, основу системной нейрофизиологии, и в концептуальном смысле по сей день обгоняет собственно технологические достижения, что, безусловно, требует его нового прочтения и практического приложения; достаточно вспомнить имена А.А. Ухтомского, И.М.

Сеченова, П.К. Анохина, М.Н. Ливанова, А.Р. Лурии и пр.» (цит. по А.Л. Горелику и соавт., 2015).

И мы, как «заложники примата частностей», но в стремлении сделать шаг к обобщению в рамках формата настоящего обзора приводим ряд частных доказательств вышеизложенным умозаключениям.

1.2.1. ЭЭГ в онтогенезе

Исследователи возрастных особенностей церебральных волновых процессов разного рода вполне оправданно с прошлого века и по сей день опираются на хорошо известное положение о том, что ЭЭГ отражает функциональную активность головного мозга, зависящую от степени зрелости мозговых структур (Андреева Н.Г., 1985; Matamura M., Yamamoto K., 1992; Жирмунская Е.А., 1993;

Миролюбов А.В., Чиков М.Ю., 1994; Кирой В.Н., Ермаков П.Н., 1998; Gibbs F.A., Gibbs E.L., 1999;; Г.Н. Болдырева и соавт., 2000; Боголепов Н.Н., Фокин В.Ф., 2004; Безруких М.М., 2009; Бороздина О.С., 2010; О.М. Бахтина и соавт., 2012, Дадаева Х.Х., Борукаева И.Х., 2012 и мн. др.) и что по мере созревания различных структур ЦНС изменяется БЭАГМ. Концепция интегративной деятельности мозга и когнитивных процессов (А.В. Лурия, 1973; Н.П. Бехтерева, 1974; А.С. Батуев, 2002), в соответствии с которой психические функции базируются на интеграции различных подкорковых и корковых мозговых структур вполне согласуется с современными теориями нейронных сетей, включающих высшие ассоциативные области неокортекса, контролирующие и управляющие локальными нейронными сетями (K. Fisher, S. Rose, 1994; Basar E., 2005, 2008).

Особое внимание уделяется основному ритму. При этом онтогенетический анализ отдельных компонентов хронограмм церебральных ритмов в онтогенезе, в основном, не проводится. Как правило, исследуется и описывается «весь» набор рутинных нейродинамических параметров в традиционном комплексе, без их вычленения и детальной оценки их физической и/или физиологической значимости. Зато физиологический смысл основного ритма ЭЭГ в научных интерпретациях вниманием не обделн. Признано, что именно доминирование альфа-ритма в состоянии покоя обеспечивает оптимальное восприятие и обработку сенсорной информации, а также играет определенную функциональную роль в обеспечении когнитивных функций (Боголепов Н.Н., Фокин В.Ф., 2004;

Миролюбов А.В., Чиков М.Ю., 1994; Gibbs F.A., Gibbs E.L., 1999). По современным представлениям, именно альфа-ритмика обеспечивает интеграцию работы мозга на уровне корково-подкорковых взаимодействий, интернализации внимания (воображение, креативная активность, удержание информации в оперативной либо заимствование из долговременной памяти), механизмы избирательного нисходящего (top-down) контроля, то есть повышения отношения полезного сигнала к шуму с помощью торможения незадействованных областей коры и подкорки (Bazanova O.M., Vernon D., 2013; Klimech W. et al., 2007). А локальная индуцированная нисходящими влияниями из префронтальной коры синхронизация альфа-колебаний, в соответствии с положением Klimech W. и соавт. (2010), является признаком нисходящего тормозного контроля со стороны лобных структур. Костандов Э.А. и Чермушкин Е.А. (2013, 2014) ставят знак равенства между «десинхронизацией потенциалов» и «уменьшением амплитуды альфа-ритма» (и, соответственно, между «синхронизацией» и «увеличением амплитуды альфа») при локальных 8- либо 16-секундных межстимульных паузах, когда испытуемому предъявлялось негативное выражение лица.

Мощность спектров альфа-активности состоит, судя по результатам мультимодальной нейровизуализации (Афтанас Л.И. и соавт., 2014), в обратных взаимоотношениях с активностью стволовых отделов, среднего мозга, гипоталамуса, миндалины, островковой, префронтальной и дорсальной премоторной коры. Альфа-ритм обеспечивает пространственное взаимодействие различных мозговых структур и синхронизацию их активности. Именно процессам синхронизации активности различных структур головного мозга придается большое значение в теории системной организации нейронных сетей (K. Fisher, S. Rose, 1994), по которой пространственная синхронизация альфаритма обеспечивает локальное и дистантное взаимодействие различных отделов коры головного мозга.

Одним из важных вопросов при описании возрастных изменений альфаколебаний ЭЭГ в случаях использования обширных выборок испытуемых считается вопрос об относительной однородности выборки по характеру индивидуальных регистраций ЭЭГ. В основном это относится к следующим (подчеркнм, совокупным) параметрам: представленности основного ритма бодрствования, его средней частоты, топической организации, степени модуляции веретен; по выраженности колебаний других диапазонов частот, по их индексу, частоте и топической организации. По перечисленным выше показателям Е.А.Жирмунская (1984, 1996) выделяла в норме до пяти различных типов ЭЭГ.

Наиболее известные индивидуальные различия по этим показателям, проявляющиеся в норме у значительного числа индивидуумов в популяции (до 30% в разных выборках) связаны с наблюдением так называемой «уплощенной ЭЭГ», с незначительной представленностью альфа-ритма, вплоть до его полного отсутствия (Новикова Л.А. и соавт., 2000; Зенков Л.Р., 2004).

Впрочем, документированы частотные нюансы основного ритма и, в зависимости от них, расположение уровня церебральной локализации источника альфа-активности (Жаворонкова Л.А., 2006, 2007). Так, частота 8 Гц имеет амплитудный пик в центральных отведениях. Второй – более высокий всплеск амплитудной величины приходится на частоту 10 Гц в центральных, прецепетальных и затылочных областях. Третий пик регистрируется уже только в теменных и затылочных, но не центральных зонах. При этом колебания в диапазоне альфа, зарегистрированные в центральных отведениях, имеют преимущественно диэнцефальное происхождение. Альфа-ритм в височных областях генерируется, в основном, гиппокампом. А тот основной ритм, который (в большинстве свом) регистрируется в затылочных и теменных зонах, является корковым по своему генезу и когнитивным по физиологическому проявлению.

Эти весьма тонкие подробности (правда, отнюдь не в онтогенетическом, а снова в довольно миниатюрном временнм отрезке) косвенно указывают на закономерность «Чем чаще колебания (внутри диапазона альфа), тем поверхностнее церебральная локализация источника ритмической активности» и наоборот: «Чем реже альфа ритм, тем глубже в мозге расположен его генератор».

Впрочем, такая закономерность самими авторами не выводится и в доступных нам публикациях не формулируется.

В онтогенетическом же отношении хорошо известно (а точнее, лишь замечено), что у детей ЭЭГ более высоко амплитудная по сравнению со взрослыми (Соколовская И.Э., 2001; Иванов А.Б., 2002; Безруких М.М. и соавт., 2003; Джос Ю.С. и соавт., 2015), а у взрослых после 50 лет могут наблюдаться возрастные изменения в организации ЭЭГ, выражающиеся в снижении биоэлектрической активности, в основном, за счет уменьшения амплитуды альфа–колебаний, иногда в сочетании с его замедлением, иногда наблюдается некоторое увеличение выраженности как быстрых, так и медленных форм активности (Щекутьев Г.А,, 2001; Джос Ю.С. и соавт., 2015). Авторы подобных сообщений, решая иные задачи, не углубляются в природу уменьшения амплитуды основного ритма ЭЭГ с возрастом. Неизвестна также онтогенетическая динамика амплитудных величин других частотных характеристик: бета-, тета-, дельта-ритмов и т.д. Хотя не исключено, что в этом и сокрыт путь к источникам ритмов ЭЭГ, их природному предназначению, который к настоящему времени остается до конца не расшифрованным. Впрочем, в литературе встречаются указания на локализацию церебральной активности широкого частотного диапазона, но не в онтогенетическом аспекте.

На ранних этапах изучения электроэнцефалографии основная роль в формировании биопотенциалов ЭЭГ уже отводилась подкорковым структурам (Н.Г.Андреева,1985). Появление тета-ритма рассматривается как результат активности лимбических образований, отчасти индуцируемой холинергическими процессами (Г.Н. Болдырева и соавт., 1997; Г.Н. Болдырева, 2000). Тетаактивность имеет отношение к комплексным функциональным состояниям мозга (Meltzer J.A., 2009; Womelsdorf T., 2010), таким, например, как аутохронометрия (Водолажская М.Г. и соавт., 2000–2009; Водолажский Г.И., 2010, 2012), онтогенетическое становление которой складывается из когнитивного, эмоционального и мнестического компонентов, гетерохронно вступающих в свои права в ходе индивидуального развития. Обособленность и уникальность гиппокампального тета-ритма связывают с существованием (помимо его общеизвестной низкочастотной составляющей на тета-частоте) ещ и высокочастотной компоненты на удвоенной тета-частоте, имеющей независимую регуляцию уровня амплитуды (Tejada S. et al., 2010; Lesting J., 2011; Young C.K., 2011; Ruan M. et al., 2011; Pignatelli M. et al., 2012; Takehara K. et al., 2012; Patel J., 2012; J.E. Lisman, O. Jensen, 2013; Федотова И.Р, Фролов А.А., 2015). Каждая из этих компонент отражает активность отдельной популяции нейронов септум.

Изменение неокортикальной бета-активности вс чаще связывают с когнитивной регуляцией эмоциональной сферы и нейровегетативного статуса (Данько С.Г. и соавт., 2011; Garcia A. Et al., 2011).

Некоторые исследователи предполагают возможность перехода системы генерации альфа-ритма в режим формирования тета-волн. Такую возможность авторы объясняют перестройкой функционирования «системы альфа-ритма» в результате воздействия сниженного уровня активности и сдвига уровня метаболизма (Миролюбов А.В., Чиков М.Ю., 1994; Семченко В.В., Boldyreva G. et al., 2007). Данный факт представляет собой дополнительное подтверждение закономерности об адаптивном перераспределении внутримозговой энергии (Водолажская М.Г. и соавт., 2005; Рослый И.М. и соавт., 2010) в онтогенезе. В настоящее время генерализацию дельта-ритма связывают с активностью диэнцефальных и стволовых структур. Полагают, что дельта-ритм не вовлекается и в прямую on-line регуляцию вегетативных функций, отражая, скорее, общие для обоих полов гомеостатические изменения с участием общей системы ствола мозга («common brainstem system»), но могут синхронизовать мозговую активность с вегетативными функциями (Knyazev G.G., 2012).

Наряду с этим до сих пор продолжают существовать довольно авторитетные представлениями о генезе ЭЭГ, приведенными в работах Поля Нуньеза, Кройтцфельда, в более ранних исследованиях Лопеса да Сильвы, Жадина М.Н., Элюла, согласно которым колебания биопотенциалов мозга, регистрируемые со скальпа в виде ЭЭГ, представляют собой результат пространственной суммации постсинаптических потенциалов нейронов, расположенных в толще коры головного мозга, «а не в каких-либо глубинных структурах». Однако в этих же источниках (например, в книге Жадина М.Н. Биофизические механизмы формирования электроэнцефалограммы. – М.: Наука, 1984 – 196 с.), среди прочего, приводятся сведения об участии дорсального гиппокампа в формировании ЭЭГ в диапазоне тета и прямом распространении электрического поля по проводящим средам к коре и белому веществу. «Конечно, вклад этих полей в суммарный потенциал, отводимый из нижних слов коры, может быть весьма ощутимым, т.к. нижний слой находится гораздо ближе к дорсальному гиппокампу, чем к поверхности коры» Стр. 39. Исходя из этого, вполне допустимо предположить, что лимбическая структура может служить генератором ритмики, а по восходящим путям – иррадиировать и затем реализоваться в виде пространственной суммации постсинаптических потенциалов нейронов, расположенных в толще коры головного мозга. Таким образом, на наш взгляд, обе токи зрения о генезе ЭЭГ уживаются друг с другом при их динамической оценке.

Биоэлектрическая активность различных отделов коры головного мозга в процессе своего развития претерпевает различные изменения, связанные с гетерохронностью созревания коры и подкорковых структур и различной степенью участия этих структур мозга в формировании ЭЭГ (Фарбер Д.А., Вильдавский В.Ю.,1996, Г.Н. Болдырева и соавт., 2000; Н.К. Благосклонова, М.А.

Морозова, 2006; А.Т. Бондарь, А.И. Федотчева, 2006; Л.С. Соколова, Р.И.

Мачинская,2006; Г.Н. Болдырева,2007; Д.А. Фарбер,2009).

Давно замечено, что в первые месяцы жизни человека постепенно формируется ритмическая активность с симметричным преобладанием дельта-волн. Их частота увеличивается, что свидетельствует о созревании механизмов взаимодействия полушарий через срединные структуры. В течение первых 6-ти месяцев жизни ребенка плавно возрастает количество медленноволновых тета-колебаний и уменьшается количества дельта-волн. Во втором полугодии формируется альфаритм на ЭЭГ и несколько ослабевает дельта- и тета-активность (Гусельников В.И., 1976; Н.К. Благосклонова, 2000; М.М. Безруких, и соавт., 2009). Установлено, что к годовалому возрасту средняя частота колебаний в затылочных областях составляет от 3 до 6 Гц, амплитуда достигает 50 мкВ. В затылочных отведениях преобладают колебания частотой 5-7 Гц с уменьшением колебаний частотой 3-4 Гц. В передних отделах доминируют медленные волны (2-3 Гц). Иногда регистрируются частые флуктуации (16-24 Гц). В возрасте 4-х лет более стабильный характер приобретают колебания с частотой 8 Гц в затылочных областях коры, а тета-волны (5-7 Гц) преобладают, в основном, в центральных отведениях. Дельта-волны, как правило, регистрируются в передних зонах (Н.К.

Благосклонова, 2000; М.М. Безруких и соавт., 2009) и в настоящее время далеко не всегда считаются показателем патологии, а в ряде случаев даже – наоборот (Аксенова, А.И. и соавт., 2015).

Считается, что для БЭАГМ детей характерно отсутствие единого доминирующего ритма во всех областях коры и асимметрия распределения индексов и амплитуды основных биопотенциалов ЭЭГ. Явно выраженный альфаритм на ЭЭГ появляется только в 4-6-летнем возрасте в затылочных зонах неокортекса. В лобных отделах ЭЭГ вс еще имеет полиморфный характер. Зато часто встречаются тета-колебания. После 8-ми лет преобладающим становится альфа-ритм. Часто отмечается, что медленные колебания в этом возрасте практически не регистрируются. Оговорено, однако, что появление тета- и/или дельта-колебаний, не превышающих по амплитуде фоновой активности основного ритма и не имеющих регулярного либо локального характера, может встречаться и в норме и не является проявлением патологии (Katada А et al., 1981; Фарбер Д.А., 2009; Вершинина И.В., 2010).

Интересно, что у детей с высоким уровнем развития когнитивных функций регистрируется регулярный доминирующий на ЭЭГ альфа-ритм (Fisher K., Rose S., 1994, Мачинская Р.И., Фарбер Д.А., 2011). При достижении 8-10 лет альфаритм варьирует в пределах 9-10 Гц, в 10-12-летнем возрасте учащается до 9-11 Гц.

При этом усиливается мощность альфа-активности и ослабевает мощность тетаколебаний. Межполушарная когерентности альфа-ритма в лобных отведениях растт, что свидетельствует об усилении роли переднеассоциативных структур в формировании нейронных сетей высшего порядка, необходимых для нормальной функциональной организации головного мозга (Fisher K., Rose S., 1994). Возраст 8-12 лет, когда фоновая ЭЭГ характеризуется гиперсинхронным полиритмичным альфа-ритмом с правильным региональным распределением, давно считается особенно важным моментом на пути становления системной деятельности мозга и организма в целом (Фарбер Д.А., Фрид Г.М., 1982). При этом основные этапы перестройки волновой структуры ЭЭГ у девочек происходят раньше, чем у мальчиков. Формирование ритмического паттерна ЭЭГ и у мальчиков и у девочек происходят до начала пубертатного периода и эндокринных перестроек организма, тогда как стабилизация паттерна ЭЭГ в различных корковых зонах продолжается весь подростковый период (Сороко С.И. и соавт., 2015; Джос Ю.С.

и соавт., 2015).

В пубертатном периоде, по данным Д.А. Фарбер, Г.М. Фрид (1982), Р.К.

Алдунгаровой, С.У. Каменевой, З.И. Сенгербековой (1999), Г.Н. Болдыревой (2000), Н.К. Благосклоновой (2006), совершенствуется ансамблевая организация нейронов ассоциативных областей неокортекса, в основном – в лобных долях.

Однако, влияние гормональных изменений, связанных с половым созреванием, приводит к появлению на ЭЭГ так называемых «подкорковых диэнцефальных знаков» – комплексов высокоамплитудной волновой активности и увеличением доли тета-ритма, то есть активацией структур гиппокампального круга. Это выражается в феноменологическом обострении аутохронометрических способностей подростков (впрочем, как и пожилых людей), обусловленных несколько повышенным уровнем их тревожно-фобического статуса (Водолажский Г.И., 2004). Однако исследований онтогенеза ЭЭГ и других микроритмов на фоне аутохронометрической нагрузки, проясняющих природы данного феномена, явно недостаточно. Отмечается лишь, что пубертатный период часто характеризуется некоторым регрессивным отходом от общей возрастной тенденции в ЭЭГ – например, в этом возрасте несколько замедляется альфа-ритм (Благосклоновой Н.К., 2006; Ярыгина Н.А. и соавт., 2015; Дмин Д.Б. и соавт., 2014, 2015).

Очень часто и давно встречается утверждение о том, что «окончательное»

формирование ЭЭГ происходит к 19-21 годам (Д.А. Фарбер, Г.М. Фрид, 1982; В.Н.

Кирой, П.Н. Ермаков, 1998; О.М. Базанова, 2010; X.J. Wang, 2010 и др.).

Многочисленные авторы отмечают, что к периоду завершения полового созревания амплитуда и частота основных биоритмов стабилизируется и из ЭЭГ практически полностью исчезают медленноволновые дельта- и тета-ритмы в период бодрствования. Такая стабилизация ЭЭГ сохраняется на протяжении последующей жизни и ее спектр «существенно не меняется». Хотя более современные исследования, включая и те, что проводились в нашей лаборатории (и нами ранее), свидетельствуют об обратном (Чадова И.Н., 2014; Чадова И.Н. и соавт., 2011-2014 и др.), что ещ раз подчеркивает необходимость проведения детального анализа более продолжительного онтогенетического рада, отнюдь не ограничивающегося наступлением половой зрелости.

Во многих публикациях приводятся пространственно-топографическое распределение становления ритмики ЭЭГ – более раннее формирование «взрослого» типа активности в затылочных долях, запаздывающее – в центральных и лобных отделах (Безруких М.М. и соавт., 2009; Айтжанова Р.К., 2010; Вершинина В.И., 2010; Бахтин О.М. и соавт., 2012). Примечательно, что это отчасти воспроизводит эволюционную последовательность развития мозга.

Однако в ракурсе данной «вертикали», с позиции эволюционного происхождения,

- церебральная ритмика и ее отдельные компоненты не изучались, хотя подобного рода фундаментальные обобщения, на наш взгляд, представляют особый интерес, учитывая ожидания проявлений здесь биогенетического закона Геккеля-Мюллера (Kuptsov P.A., Pleskacheva M.G., Anokhin K.V., 2013; Andreev-Andrievskiy A. et al, 2014; К.В.Анохин, 2015).

Изменения электроэнцефалограммы в процессе созревания тесно связаны с организацией и созреванием корковых и подкорковых структур. Отмечается неравномерное распределение основных потенциалов ЭЭГ в различные периоды развития. До 13-16 лет на ЭЭГ альфа-ритм лучше всего выражен в затылочной области, медленноволновые ритмы преобладают в теменной области коры, приближаясь к лобным отделам коры мозга, регистрируются кривые с преобладанием бета-ритма. Постепенно возникает единый доминирующий ритм (Рожков В.П., 1994). В формировании альфа-ритма ведущая роль большинством авторов отводится зрительному анализатору, что находит отражение в распределении биопотенциалов ЭЭГ в затылочных долях ЭЭГ (Болдырева Г.Н. и соавт., 2000; Бондарь А.Т. и соавт., 2006; Вершинина И.В., 2010).

При исследовании пространственных характеристик ЭЭГ показано, что БЭАГМ, зарегистрированная от отведений, расположенных последовательно от лба к затылку, имеет фазовый градиент, наиболее выраженный между колебаниями лобных и затылочных отделов (Болдырева Г.Н., и соавт., 2005;

Vaillancourt D.E., Newell K.M., 2002; Yoshida T. et al., 1991). Выявлено убывание корреляционной связи ЭЭГ различных областей с увеличением расстояния между ними. Выраженность пространственного градиента корреляций ЭЭГ в разных функциональных состояниях существенно изменяется. В режиме фоновой записи синхронность ЭЭГ с увеличением расстояния в направлении от затылка ко лбу убывает наиболее резко, достигая для наиболее удаленных отведений отрицательных значений. Установлено увеличение количества пространственно организованных волн с противофазными отношениями колебаний ЭЭГ в лобных и затылочных отделах с возрастом (Yoshida T. et al., 1991; Зенков Л.Р., 2004), но не в широком онтогенетическом ряду. Динамика фазового сдвига колебаний потенциалов этих зон в правом и в левом полушариях различается. Быстрее (в возрасте от 4 до 5 лет) увеличивается фазовый сдвиг ритмов ЭЭГ лобных и затылочных отделов в левом полушарии, позже - в правом полушарии - от 7 до 8 лет. У подростков от 13 до 14 лет в обоих полушариях данный показатель, наоборот, уменьшается (Благосклонова Н.К., Новикова JI.A., 1974; Рожков В.П., 1994).

Отсюда видно, что пространственное распределение церебральной микроритмики в онтогенезе, в отличие от временнго, довольно подробно документировано, фактологически насыщенно. И, как исключение, в последние годы сделаны авторитетные обстоятельные обобщения пространственной организации межкортикальных взаимосвязей, впрочем тоже захватывающие усечнный онтогенетический ряд («Дети – взрослые») отнюдь не «длиною в жизнь». Так, Панасевич Е.А. и Цицерошин М.Н. (2015) по алгоритму кросскорреляции Пирсона в парах испытуемых с точки зрения общевидовых признаков в морфофункциональной организации мозга установили сходство пространственной организации биопотенциалов у разных индивидуумов независимо от половой принадлежности. Но начиная с возраста 5-6 лет, межиндивидуального сходства в ближних межкортикальных взаимосвязях становилось вс меньше (особенно у лиц мужского пола), тогда как дальние связи это сходство сохраняли довольно жстко. Отсюда авторы заключают, что устойчивость длинных, отдалнных друг от друга межкортикальных взаимосвязей, обеспечивается генотипом, а коротких (ближних) - фенотипом.

Именно посредством ближних более пластичных межкортикальных взаимосвязей осуществляется актуальная на данный момент быстротекущая функциональная деятельность. Такое диалектическое сочетание системной организации устойчивых «глобальных» и более изменчивых «локальных» межкортикальных взаимодействий, по мнению авторов, может обеспечивать оптимальные условия для эффективной реализации нервно-психической деятельности индивидуума на разных этапах онтогенеза. Справедливость данной закономерности подтверждается тем, что она полностью согласуется результатами, полученными с использованием близнецового метода (Van Baal G.C. et al., 1998; Ивонин А.А. и соавт., 2002; Цицерошин М.Н. и соавт., 2003).

Одна из методических комбинаций включала внутриполушарные связи ЭЭГ дистантно разноудаленных зон коры обоих полушарий, т.е. связи, берущиеся с шагом через одно или более отведение в каждом из полушарий, что подчркивало тонкость, но в тоже время простоту и изящество проведнного исследования.

Авторы произвели сравнительный анализ пространственных областей неокортекса «по горизонтали», по поверхности скальпа. Для полноты и объективности картины чрезвычайно интересно было бы отследить и церебральную вертикаль – из глубины мозга к его конвекситальной поверхности, причм сделать это в масштабном онтогенетическом аспекте длиною в жизнь.

Однако таких исследований в доступной литературе встретить не удалось, хотя они во многом могли бы пролить свет на важные детали в развитии мозга человека, коль скоро именно такая вертикаль воспроизводит эволюционный путь становления высшей субстанции человека.

Как уже было сказано в гл 1.1., БЭАГМ, в упрощенном смысле, складывается из взаимодействия возбудительных и тормозных постсинаптических потенциалов (Базанова О.М., 2010; Бахтин О.М. и соавт., 2012). В связи с этим нередко приводится и сверх простое объяснение уменьшения амплитуды с возрастом: в процессе развитии ребенка вовлекается все большее количество нейронов коры в синхронную активность, а также формируется ограничение процесса возбуждения, что «порождает» уменьшение с возрастом ребенка амплитуды волн ЭЭГ. Складывается впечатление некого «позитивного» значения уменьшения амплитуды в онтогенезе. (Впрочем, не в онтогенетическом плане, а локально, Костандов Э.А. и Чермушкин Е.А. (2014) уменьшение амплитуды наоборот считают десинхронизацией). Однако в данном контексте не бертся во внимание метаболическая (а значит, биоэнергетическая составляющая) возрастного уплощения ЭЭГ. Это и не удивительно, так как онтогенетический ряд в подобного рода оценке чаще всего заканчивается достижением 19-21 лет, на которых, по мнению многих (как уже было сказано) практически «завершается» развитие БЭАГМ. Вместе с тем, встречаются отдельные разноречивые и, в основном, несистематизированные сведения об особенностях ЭЭГ пожилых людей (Дерябина И.Н., Кэрэуш Я.В., 2015; Мякотных В.В., 2013; Емельянова Т.В., 2015;

Дружинин, А.К. и соавт., 2015 а, б).

Гигантский пласт исследований посвящн функциональной асимметрии головного мозга. Как известно, по принципу функциональной асимметрии работают все парные сенсорные системы (Болдырева Г.Н. и соавт., 2003; Абрамов В.В. и соавт., 2004, 2009; Е.М. Бердичевская, 2004, 2007, 2015; Геодакян В.А., 2005; Л.А. Жаворонкова, 2009, 2015 и мн. др). Функциональные различия полушарий мозга, наличие межполушарных связей между его симметричными точками, - давно являются общепризнанным научным фактом. Наиболее отчетливо это выявляется в отношении речевых и двигательных функций, в результате чего возникло представление о доминантности левого полушария у правшей. Для неокортекса человека процессы асимметрии являются основными (Springer S.P., Deutch G., 1983; Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н.,1988; Жаворонкова Л.А., 2009). Каждое из полушарий головного мозга обладает относительно самостоятельными специфическими функции, осуществляемые в процессе содружественной деятельности полушарий (Жаворонкова Л.А., 2009, 2015). В зависимости от выполняемого действия и условий, в которых оно реализуется, участие каждого полушария в его обеспечении колеблется от относительного сходства (симметрии) до резкого различия (асимметрии). Это справедливо по отношению ко всем функциям мозга: моторным, сенсорным, психическим, эмоциональной сфере (Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н.,1988), речевым (Gibbs F.A., Gibbs E.L., 1999). Наблюдаемая периодичность смены доминирующего полушария представляет собой одно из проявлений принципа надежности в парном функционировании мозга (Геодакян В.А., 2005).

Согласно результатам исследований Фарбер Д.А., Вильдавского В.Ю. (1996) и многих других авторов, левое полушарие играет ведущую роль в решении лингвистических, вербальных задач, а правое – в решении пространственноконструктивных задач. Левое полушарие обеспечивает преимущественно поведение, психомоторную осознанную деятельность, мышление, речь, память;

правое – эмоции, ощущения, восприятие мира и самого себя. По данным Жаворонковой Л.А. (2009), Леутина В.П., Николаева Е.И. (2007, 2008) различия между полушариями, регистрируемые при выполнении когнитивных функций, обеспечиваются при участии подкорковых структур. В левом полушарии в процессе эволюции формируется кортикализация психических (и других) функций, а подкорковые структуры играют роль пейсмекеров. В правом полушарии обеспечение психических процессов осуществляется при участии диэнцефальных структур. Все это определяет важную роль межполушарной асимметрии в осуществлении когнитивных функций и дополнительно подтверждает бльшую эволюционную молодость функций левого полушария и относительную эволюционную древность – правого (Геодакян В.А., 2005).

Итак, общая тенденция возрастных изменений ЭЭГ головного мозга, представленная в литературе, основана на положении о гетерохронности созревания коры и подкорковых образований. Подчркивается постепенное доминирование альфа-активности над медленноволновой церебральной активностью в процессе возрастного развития (без сквозного количественного анализа абсолютных величин амплитуды, мощности, частоты, индекса и т.д.), особенно в затылочных областях неокортекса. Исследователи в большинстве свом ограничиваются лишь детскими-подростковым-юношескими стадиями индивидуального развития. Тем не менее, формирование функциональной организации головного мозга, обеспечивающей развитие духовно-нравственных, личностных качеств, интеллектуальных, психических функций и социальных устремлений, - гораздо более длительный процесс, охватывающий весь период онтогенеза. При этом возникает необходимость в исследовании и других церебральных микроритмов – волн мозгового кровообращения.

1.2.2. РЭГ в онтогенезе

Головной мозг по сравнению с другими органами имеет более развитую анатомо-физиологическую организацию системы регионарного кровообращения, вследствие чего механизмы регуляции церебрального кровотока отличаются высокой сложностью и многоуровневым характером своих проявлений.

Специфические особенности кровоснабжения головного мозга различных периодов онтогенеза крыс выявлены в эксперименте Яковом Абрамовичем Хананашвили и его школой (2015). В отличие от этого, РЭГ человека редко применяется исследователями для решения академических задач, хотя это могло бы, на наш взгляд, способствовать (наряду с исследованиями онтогенеза компонентов ЭЭГ) решению проблемы расшифровки единого физиологического механизма развития церебрального кровообращения с хронофизиологических позиций, то есть обобщнно. Ведь реограмма, как уже было сказано, представляет собой классический пример микроритма (Водолажская М.Г. и соавт., 2006;

Коротько Г.Ф., Водолажская М.Г., 2011). Имеются лишь разрозненные сведения о возрастных особенностях РЭГ в норме. Так, встречаются лишь единичные работы по импендансной реоэнцефалографии, ставящие, в основном, клинические задачи, позволяющей оценить интенсивность пульсового и объемного мозгового кровотока в мл/100г ткани/мин (Яруллин Х.Х., 1983; Безобразова В.Н., 2000;

Безобразова В.Н., Догадкина С.Б. 2003; Животова В.А., и соавт., 2009).

Так, по данным Животовой В.А. и соавт. (2009, 2010; 2011) общие региональные различия в значениях РЭГ-показателей, характерных для взрослых, формируются уже к 11 годам. Авторы измерили 7 компонентов РЭГ в онтогенетическом ряду «Детство (8-9 лет) препубертатный период (10-11 лет) молодые взрослые (20-22 года)» и сравнили их усредннные значения по Стъюденту. В результате выяснилось, что 5 из 7 реографических параметров участвуют в формировании градиента кровоснабжения по мере взросления.

Первой упоминается амплитуда реографической кривой и объединнного мозгового кровотока, бльшая в сосудах бассейна внутренней сонной артерии по сравнению с таковой в бассейне вертебробазилярной системы, что, впрочем, отмечается лишь у взрослых. Кроме того, градиент установлен по индексу венозного оттока, реографическому и диастолическому индексам, а также по модулю упругости. Следовательно, больший тонус крупных и средних артерий фронтальных областей и больший тонус крупных и средних вен бассейна задних мозговых артерий, формирующихся в изученном (не полном) онтогенетическом отрезке закономерно способствует большей функциональной активности передних областей мозга. При этом тонус мелких сосудов не обнаруживает зональных различий, судя по отсутствию возрастных сдвигов таких компонентов РЭГ, как дикротический индекс и показатель периферического сопротивления сосудов.

Авторы не делают попыток смысловой алгоритмизации либо выстраивания функциональной иерархии реографических параметров, однако фактический материал, ими опубликованный, к этому располагает.

Ими же установлено, что у детей с разным уровнем интеллектуального развития невербальная мыслительная деятельность обеспечивается разными звеньями сосудистой системы головного мозга.

Безобразова В.Н., Зинченко Е.С. (2009), Шарапов А.Н. и соавт. (2009) методом биполярной РЭГ в бифронтальном (F-F) отведении в режиме функциональных проб измерили 4 компонента РЭГ в одной группе детей, объединнной возрастом «5-6 лет»: амплитуду пульсовой волны (снова данный параметр приводится на первом месте); показатель тонуса артерий головного мозга крупного и среднего калибра; показатель тонуса артерий головного мозга малого калибра; амплитудно-частотный показатель, отражающий кровоток в единицу времени, своеобразную «мощность» мозгового кровообращения. По результатам индивидуального анализа авторы описали 2 типа изменения кровообращения головного мозга при умственной деятельности: 1) снижение тонуса мозговых артерий при повышении артериального притока; 2) снижение пульсового кровенаполнения, артериального притока и тонуса мелких артерий, а также повышение тонуса крупных и средних артерий на фоне возрастания артериального давления. Статическая же нагрузка снижала пульсовое кровенаполнение и повышала тонус крупных артерий мозга. И то, и другое расценивалось как проявление ауторегуляции церебрального кровообращения детей, коль скоро на 1-й минуте восстановительного периода величины изученных показателей возвращались к исходным.

У 120-ти детей в группе «7-10 лет» (нередкий случай такого объединения в возрастные группы) в вышеописанном режиме РЭГ описаны сочетания перечисленных РЭГ-параметров в зависимости от типов автономной регуляции сердечного ритма (Безобразова В.Н., 2009). Онтогенетических сопоставлений абсолютных величин (тенденций в динамике) компонентов хронограммы церебрального кровообращения детей 5, 6 и 7, 8, 9 и 10 лет ни в режиме фоновой записи (в покое), ни при проведении функциональных проб не приводится.

В литературе нередко встречаются заключения типа: «В настоящее время установлен ряд возрастных изменений РЭГ-показателей, отражающих макрогемодинамические процессы мозга в разные периоды онтогенеза (Безобразова В.Н., 2001, 2008; Догадкина С.Б., 2002; Костина Т.Ф., 2002, 2006;

Каторгина Г.И., 2005; Понаморева Т.А., 2005; Ефремова Н.Г., 2008; Батуева Ю.В., 2008)». А дальше оговаривается: «Экспериментально показано, что возрастные особенности функционального состояния мозгового кровообращения ярче выявляются при действии на организм функциональных нагрузок (Аронов Д.М., 2007), особенно близких к тем, с которыми дети сталкиваются в реальных условиях жизнедеятельности (Казин Э.М. и др., 2008)» (Цит. по Животовой В.А., 2011).

Таким образом, в научной литературе просматривается явный недостаток обобщнных сведений о подробной онтогенетический динамике компонентов РЭГ в норме и в покое, вне каких-либо функциональных проб в хронофизиологическом аспекте. При традиционном межгрупповом сравнении по возрастам таковые, действительно, выявляются слабо. Поэтому требуется иной более тонкий подход к их регистрации: как минимум с шагом в один в один месяц за масштабный период онтогенеза.

* * * Подводя итог материалам, проанализированным в обзоре литературы, подчеркнм, что изменения хронограммы церебральной активности человека в постнатальном онтогенезе обширно документированы частными, накопленными за послание 25-30 лет фактами, которые, однако, разрозненны и противоречивы.

Несмотря на обилие сведений отдельные компоненты хронограмм микроритмов мозга человека детально (в том числе и количественно) не проанализированы авторами сквозным образом в масштабе всего (или почти всего) обозримого постнатального онтогенеза и не обобщены в хронофизиологическом аспекте. На наш взгляд, именно этим объясняются весьма часто встречающиеся неуверенные интерпретации собственных фактов, сумбурные и несистематизированные описания полученных результатов, обтекаемые формулировки и размытые выводы. Вместе с тем, располагая общей онтогенетической тенденцией динамики отдельных (основных, рутинных) составляющих ЭЭГ и РЭГ, исследователь обретт, на наш взгляд, физический (физиологический) смысл компонентов хронограмм, их иерархическую интерпретационную значимость, прояснит общебиологическое (эволюционное, историческое) понимание изменений наблюдаемых в более короткие отрезки жизни испытуемого, то есть сделает шаг к формированию системного нейрофизиологического мышления (Горелик А.Л. и соавт., 2015).

Итак, проведение настоящего обобщнного исследования динамики отдельных компонентов хронограммы церебральной активности человека от 3 до 82 лет, вызвано следующими обстоятельствами, обнаруженными в результате анализа доступной литературы:

отсутствием результатов единых пошаговых исследований отдельных 1) компонентов ЭЭГ и РЭГ в масштабном сквозном онтогенетическом ряду: от раннего детства до старости, - с единицей измерения минимум в 1 месяц;

отсутствием системной хронофизиологической алгоритмизации и/или 2) смысловой иерархии рутинных нейродинамических параметров у лиц обоего пола и без гендерной дифференцировки;

3) недостатком сведений о специфических онтогенетических особенностях и локализации источника повышенной мозговой активности колебаний различных частотных диапазонов на фоне эндогенных эмоциональных и/или аутохронометрических воздействий;

4) недостаточностью сведений об ординарных субъективно неощущаемых экзогенных воздействиях на компоненты церебральной ритмики в онтогенезе.

Естественной (природной) моделью таких сверхслабых воздействий на микроритмику мозга неврологически здоровых людей могли бы послужить ординарные (неэкстремальные) метеорологические условия;

5) нехваткой обобщнных хронофизиологических представлений о динамике компонентов церебральной микроритмики «по вертикали», то есть оценки широкого частотного диапазона колебаний - от 3 до 40 Гц. Учитывая современные (изложенные в настоящей главе) представления о различных уровнях локализации генераторов ритмики, такой подход, на наш взгляд, в определнной степени отражал бы эволюционный принцип оценки постнатального развития электрогенеза мозга человека. Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы было проведение системно-специфического анализа динамики основных компонентов хронограмм ЭЭГ и РЭГ человека в возрасте от 3 до 82 лет.

Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Организация исследования Работа выполнена на базе научно-исследовательской лаборатории биомедицины Северо-Кавказского федерального университета (зав. клинический нейрофизиолог, д-р биол. наук, проф. Водолажская М.Г.). Исследование проведено в соответствии с требованиями биомедицинской этики и не противоречило Хельсинкской декларации о правах человека.

Запись хронограмм церебральной активности (сначала ЭЭГ, затем РЭГ) 593х испытуемых осуществлялась в одно и то же время суток, с 10-00 часов, с 2004 по 2015 год. Обследуемый садился в удобное мягкое кресло с подставками для рук и ног, с высокой спинкой.

Анализ онтогенетической динамики компонентов хронограмм ЭЭГ и РЭГ 593-х человек проводился в едином онтогенетическом ряду (а также в отдельные периоды онтогенеза) в режиме фоновой записи (ФЗ), то есть в состоянии относительного покоя, а также с учетом следующих эндогенных и экзогенных факторов:

1) гендерных особенностей;

2) аутохронометрической нагрузки;

3) агрессивного статуса;

4) геофизических изменений.

Единый онтогенетический вариационный ряд представлял собой последовательное нарастающее множество показателей возраста всех испытуемых от 3-х до 82-х лет, но выраженных не в летах, а в месяцах: от 36-ти до 994-х месяцев жизни. Возраст испытуемых в месяцах выступал основном аргументом (как правило, откладываемой по оси абсцисс) в исследовании функций: величин компонентов хронограмм церебральной активности (амплитудных, мощностных частотных и др.), а также их производных. Такой подход давал объективную возможность сочетания масштабного онтогенетического обобщения (мало достижимого при проведении лонгитюдного исследовании) с подробной детализацией тонких индивидуальных возрастных изменений отдельных параметров хронограмм ЭЭГ и РЭГ.

Церебральную активность, регистрируемую на ЭЭГ и РЭГ человека, сопоставляли с помощью регрессионного и аппроксимационного анализов (принципы приведены ниже; п.2.8) с возрастом при использовании различных функциональных проб (ФЗ, аутохронометрия, АЭ), а также - с синхронной метеосводкой, предоставленной Ставропольским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по Договору о сотрудничестве №134, заключенному между Ставропольским государственным университетом (переименован в СКФУ) и Ставропольским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (от 9 июня 2001 г.).

Всего было произведено 593 замера, соответствующих общему числу испытуемых.

2.2. Контингент обследуемых В обследовании приняли участия 593 человек обоего пола. Все лица являлись неврологически здоровыми. Из них – 419 мужчин и 174 женщины. Обследования проводились на добровольной основе.

Для расчта и традиционного сопоставления средних величин изучаемых параметров ЭЭГ и РЭГ испытуемые были разбиты на возрастные группы в соответствии с возрастной периодизацией ВОЗ (1963 г.) и с учетом новой классификации ВОЗ (2010). Принципиальные отличия новой возрастной классификации от старой, но более общепринятой, относятся исключительно ко взрослому отрезку жизни человека от 25 до 60 лет без учта пола: «от 25 до 44 лет

- молодой возраст, 44 - 60 лет - средний возраст». Таким образом, в 2010 г.

предложено зрелые этапы жизни делить не на первую и вторую зрелость, а на молодой и средний возрасты. И водоразделом между ними служат не 35 лет (как

–  –  –

Планировалось выявить наличие, характер и особенности изменений характеристик ритмов ЭЭГ и параметров РЭГ - в условиях нормы, по мере взросления и старения человека, в покое, на фоне аутохронометрии, при моделировании агрессивной эмоции (АЭ) и под влиянием ординарных метеорологических изменений.

Контингент студенты (в т.ч. студенты отделения заочного обучения), слушатели курсов повышения квалификации, дополнительных образовательных программ, аспиранты Северо-Кавказского федерального университета, школьники-слушатели научной секции «Хронофизиология» Малой академии наук Ставропольского дворца детского творчества (руководитель секции – нейрофизиолог, д-р биол. наук, проф. М.Г.Водолажская), воспитанники детских садов, коллеги, сотрудники, осуществляющие материально-техническое обеспечение научного или учебного процессов. При обследовании несовершеннолетних испытуемых было получено письменное согласие родителей.

Состояние неврологического здоровья людей объективно оценивалось в процессе регистрации ЭЭГ и последующем анализе хронограмм клиническим нейрофизиологом (Сертификат НИИ Нейрохирургии им. академика Н.Н.Бурденко, Москва, № ЕВ 222567 от 10 ноября 2004 г. 63/орг. Специализация «Клиническая нейрофизиология») доктором биол. наук, профессором Водолажской М.Г., а также под ее руководством и после проведенного ею инструктажа. При обнаружении в записях ЭЭГ признаков неврологических отклонений, отсутствия основного ритма ЭЭГ, - такие испытуемые не включались в группы для дальнейшего исследования.

Кроме того, перед обследованием проводился устный опрос испытуемых о наличие у них неврологических или психиатрических заболеваний, тяжелых травм головы и других нозологических форм в анамнезе. Испытуемые женщины отвечали на вопросы о дате начала последнего менструального цикла, его продолжительности, стабильности, приеме медикаментов. Также у всех испытуемых проводилось контрольное измерение артериального давления.

Все испытуемые были правшами с доминирующим правым глазом.

2.3. Электроэнцефалография Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) отражает функциональное состояние поверхностных и глубинных структур головного мозга, позволяет судить о его физиологической зрелости и может рассматриваться как объективизация динамики нормального состояния либо нарушения функции стволово-таламокортикальных и комиссуральных механизмов церебрального гомеостаза, в том числе в рамках используемого аутохронометрического, психофизиологического и биометеорологического подхода. Градиенты параметров атмосферы являются для функционирования головного мозга чрезвычайными раздражителями либо воздействием ординарной силы (в зависимости от крутизны нарастания/убывания геофизических величин). Прослеживались корреляционные и (в необходимых случаях) аппроксимационные изменения величин параметров ЭЭГ высокого пространственного разрешения и нейрокартирования в зависимости от возраста (с применением вышеперчисленных функциональных проб) и синхронных обследованию колебаний в погоде.

Регистрацию и анализ ЭЭГ проводили с помощью 21-канального цифрового электроэнцефалографа «Нейрон-Спектр–4/ВП» фирмы «Нейрософт». Электроды располагались по международной схеме "10-20" (рис.1. Homan R.W., Herman J., Purdy P., 1987; Jasper Н., 1957. Цит. по Г.А.Щекутьеву, 2001) с поправкой на 21 отведение (Г.А.Щекутьев, 2001).

В схеме представлены все основные отделы конвекситальной поверхности мозга – передние и задние лобные, центральные, теменные, затылочные, передние и задние височные. Электроды располагались симметрично относительно срединной сагиттальной линии головы. Расстояние между всеми соседними электродами были одинаковыми (Jasper Н., 1957. По Г.А.Щекутьеву, 2001).

Исследование ЭЭГ производилось по общепринятой в клинической нейрофизиологии (в том числе, в НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н.Бурденко) биомедицины СГУ (зав. нейрофизиолог, д-р биол. наук, проф. М.Г.Водолажская).

Процедура исследования включала запись "фоновой ЭЭГ" (или "ЭЭГ покоя") и запись ЭЭГ при функциональных нагрузках: открывание и закрывание глаз, ритмическое звуковое раздражение 6 Гц, ритмическое световое раздражение в

Рис. 1. Международная схема расположения электродов при регистрации ЭЭГ ("10-20").

диапазоне 3-25 Гц, гипервентиляция в течение 2-х минут. Пробами пользователя являлись «Аутохронометрия» и АЭ (подробнее в 2.5. и 2.6.). Калибровочный сигнал составлял 50 мкВ, скорость записи (развертка ЭЭГ) – 30 мм/с.

Чувствительность (масштаб ЭЭГ) – 7 мкВ/мм. Монтаж ЭЭГ – монополярный 21.

Процедура исследования проходила в полосе пропускания 0,3-50 Гц и при частоте дискретизации 250 Гц. Для спектрального анализа использовали 60-секундные отрезки безартефактной записи, подразделявшиеся на 10-секундные эпохи.

подвергавшиеся быстрому преобразованию Фурье с использованием окна Ханна.

Для испытуемых диапазонов ритмов ЭЭГ использовались следующие частотные коридоры (в цифровом выражении): дельта – 1-3 Гц, тета – 4-7 Гц, альфа – 8-13 Гц, бета Н – 14-19 Гц, бета В – 20-30 Гц.

Кроме того, нами использовался метод топографического картирования электрической активности мозга (нейрокаритирования), что существенным образом повышало эффективность ЭЭГ-метода. Нейрокаритирование позволяет очень тонко и дифференцированно анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с активацией тех или иных ритмогенных участков головного мозга. Метод картирования мозга является незаменимой формой анализа и представления на экране дисплея статистического анализа ЭЭГ (рис. 2). Топографические карты представляют собой контур черепа, на котором изображен определенный закодированный цветом параметр ЭЭГ в данный конктретный момент времени, причем разные градации этого параметра (степень выраженности) представлены разными цветовыми оттенками. Поскольку параметры ЭЭГ постоянно меняются по ходу обследования, соответственно этому изменяется цветовая композиция на экране, позволяя визуально отслеживать динамику ЭЭГ процессов. Параллельно с регистрацией ЭЭГ и наблюдением по нейрокарте исследователь получает в свое распоряжение графические и статистические данные, лежащие в основе карт и детально характеризующие нейродинамические процессы в мозге.

В исследовании оценивались следующие компоненты ЭЭГ:

амплитуда без учета отдельных ритмов - по отведениям (21 отведение, максимальная, средняя величины амплитуды), мкВ;

амплитуда дельта ритма по каждому отведению (максимальная, средняя), мкВ;

амплитуда тета ритма по каждому отведению (максимальная, средняя), мкВ;

амплитуда альфа ритма по отведениям (максимальная, средняя), мкВ;

амплитуда низкочастотного бета ритма по отведениям (бета Н; максимальная, средняя), мкВ;

амплитуда высокочастотного бета ритма по всем отведениям (бета В;

максимальная, средняя), мкВ;

мощность спектра по отведениям (максимальная, средняя, полная), мкВ2/с2;

Рис. 2. Нейрокарты. Над каждой картой указана функциональная проба и ритм ЭЭГ, слева – шкала значений.

мощность спектра дельта ритма (максимальная, средняя, полная), мкВ2/с2;

мощность спектра тета ритма (максимальная, средняя, полная), мкВ2/с2; мощность спектра альфа ритма (максимальная, средняя, полная), мкВ2/с2; мощность спектра бета Н (максимальная, средняя, полная), мкВ2/с2; мощность спектра бета В (максимальная, средняя, полная), мкВ2/с2;

частота спектра по отведениям (доминирующая, средняя), Гц;

частота спектра дельта ритма (доминирующая, средняя), Гц;

частота спектра альфа ритма (доминирующая, средняя), Гц;

частота спектра тета ритма (доминирующая, средняя), Гц;

частота спектра бета Н (доминирующая, средняя), Гц;

частота спектра бета В (доминирующая, средняя), Гц;

амплитуда спектров по отведениям (максимальная, средняя, полная), мкВ/с;

амплитуда спектров дельта ритма (максимальная, средняя, полная), мкВ/с;

амплитуда спектров тета ритма (максимальная, средняя, полная), мкВ/с;

амплитуда спектров альфа ритма (максимальная, средняя, полная), мкВ/с;

амплитуда спектров бета Н (максимальная, средняя, полная), мкВ/с; амплитуда спектров бета В (максимальная, средняя, полная), мкВ/с;

индексы мощности спектра каждого ритма ЭЭГ (по результатам нейрокартирования);

асимметрия, в % (по результатам нейрокартирования);

распределение амплитуды по 5-ти диапазонам в каждом отведении для оценки периода ритмов ЭЭГ, в %.

Таким образом, у каждого испытуемого в процессе полного цифрового ЭЭГанализа было зарегистрировано и оценено 272 показателя.

Параметры спектрального анализа: шаг палитры – 1; масштаб графиков спектра

– 0,5 мкВ/пикс; учет асимметрии – начиная с 15%. При корреляционном анализе размер задержки – 400 мс.

Расчт параметров ЭЭГ осуществлялся при помощи статистического пакета анализа данных, заложенного в программе цифрового электроэнцефалографа "Нейрон-Спектр" компании Нейрософт. Поскольку точная величина (продолжительность) каждой оцениваемой эпохи равнялась 10,24 с, что составляло 2048 тактов, то сравнительный анализ, например, двух эпох ЭЭГ одного испытуемого производился исходя из огромного числа степеней свободы (n = 2048), так как компьютером сопоставлялись показатели в каждом такте в пределах эпохи.

Трхмерная локализация источников электрической активности головного мозга осуществлялась с помощью программы BrainLoc, версия 6 (BrainLoc 6;

Гнездицкий В.В., Коптелов Ю.М., 1980; Гнездицкий В.В., 1990). Программа предназначена для определения и отслеживания в объме мозга человека источников электрической активности, представленных для каждого момента времени в виде одного или нескольких эквивалентных токовых диполей. В качестве входной информации используются одномоментные амплитудные значения многоканальной (в нашем случае, 21-кальной) ЭЭГ.

В результате работы программы для каждого анализируемого момента времени определялись трхмерные координаты и векторные моменты модели с заданным количеством источников и соответствующие им 95%-е доверительные интервалы, а также коэффициент дипольности (КД), характеризующий степень адекватности применяемой модели.

Результаты локализации выводились на ортогональные проекции головы, на нормативные срезы из атласа головного мозга. Кроме того, формировались амплитудные карты распределения потенциала ЭЭГ на поверхности головы.

Токовый диполь, вычисляемый для анализируемых одномоментных сечений, являлся эквивалентным результирующим источником для электрической активности в данный момент времени области мозга. Эквивалентный диполь характеризовал суммарную электрическую активность нервных клеток, вовлечнных в текущий момент времени в процесс электрического возбуждения, и расположен в электрическом центре этой области.

Программа позволяла проследить пути движения центров BrainLoc электрической активности в структурах мозга в режиме ФЗ и при различных функциональных пробах.

Принцип применяемых алгоритмов заключался в следующем. Параметры эквивалентных дипольных источников (пространственные координаты в объме мозга, а также векторные моменты, характеризующие интенсивность и ориентацию источников) определялись в результате решения обратной задачи путм последовательного измерения параметров дипольной модели с целью минимизации суммы квадратов отклонений вычисляемых потенциалов на поверхности головы для дипольной модели от измеренных одномоментных значений ЭЭГ. Поиск минимума суммы квадратов отклонений осуществлялся при помощи комбинированных алгоритмов минимизации с ограничениями. Область изучения пространственных координат дипольных источников при поиске минимума ограничивался геометрической поверхностью, аппроксимирующей поверхность мозга. Для вычисления потенциала дипольной модели на поверхности головы, а также для пересчта потенциалов ЭЭГ с поверхности головы на поверхность коры больших полушарий мозга использовалась неоднородно-проводящая восьмислойная модель головы. Кроме того, для построения потенциальных карт применялись алгоритмы сферического анализа, аналитического продолжения потенциала и линейной интерполяции (Гутман А.М., 1980; Жадин М.Н., 1984; Плонси Р., Барр Р., 1991; Гутман А.М., Шимолюнас А., 1980; Захаров Е.В., Коптелов Ю.М., 1987; Коптелов Ю.М., Гнездицкий В.В., 1989;

Коптелов Ю.М., 1988).

2.4. Реоэнцефалография Реоэнцефалография (РЭГ) – бескровный неинвазивный метод исследования мозгового кровотока, основанный на измерении биологического импеданса тканей, меняющегося пропорционально пульсовому кровенаполнению органа. В научных исследованиях метод реографии существует более века. Большую роль по внедрению этой методики в практику сыграли наши российские исследователи:

А.А. Кедров, Ю.Е. Москаленко, А.И. Науменко, В.В. Скотников, М.А. Ронкин, И.М. Максименко, Ю.Т. Пушкарь, М.И. Тищенко, Г.И. Сидоренко, Н.Р. Палеев, и др. Программа реографического комплекса работает под управлением операционной системы Microsoft™ Windows 9x™. В программе используются стандартная 6-канальная реоэнцефалография (по Н.Р. Палееву, 1975, 1980).

Физической основой метода является значительное преобладание электропроводности крови по сравнению с другими тканями человеческого тела, в связи с чем пульсовые колебания кровенаполнения в исследуемом объекте вызывают синхронные колебания электропроводности. Исследованиями многих авторов показано, что электропроводность живой ткани определяется, главным образом, переносом заряда ионами растворенных солей, поэтому ее рассматривают, преимущественно, как ионный проводник. При пропускании электрического тока через живую ткань она ведет себя, как комплексное сопротивление, включающее в себя активную (омическую) и реактивную (мкостную) компоненты, поэтому электрическое сопротивление тканей имеет резистивно-мкостную природу.

Полное электрическое сопротивление тканей - импеданс - является среднеквадратичной суммой активной и реактивной компонент электрического сопротивления Z = R2+X2 (1) где Z - импеданс;

R - резистивное сопротивление;

X - емкостное сопротивление.

Активная компонента тканей определяется преимущественно ионной проводимостью, реактивная - в основном имеет емкостный характер и обусловлена возникновением поляризационной емкости в момент прохождения тока, в связи с неоднородностью тканей и большим количеством клеточных мембран.

Импеданс ткани зависит от протекающего тока. Чем больше частота тока, тем меньше импеданс, причем, главным образом, за счет уменьшения емкостной компоненты. По мнению Х.Х. Яруллина, наиболее качественные записи реоэнцефалограмм (РЭГ) получаются в диапазоне частот от 100 до 175 кГц.

Запись хронограммы церебрального кровообращения (РЭГ) производили на цифровом реоэнцефалографе «Рео-спектр» компании Нейрософт (г.Иваново).

Регистрировали фоновую запись РЭГ в лобных и затылочных отведениях слева и справа.

При регистрации РЭГ учитывался ряд рекомендуемых условий:

Запись осуществлялась в отдельном помещении, исключающем 1.

возможность воздействия посторонних раздражителей.

Испытуемый усаживался в мягкое кресло с подлокотниками и, главное, с 2.

опорой для головы.

Во время записи необходим визуальный контроль качества регистрируемых 3.

реограмм, для своевременного устранения артефактов.

Усиление сигнала подбиралось таким, чтобы при амплитуде калибровки в 4.

0,1 Ом размах калибровки был не менее 10 мм.

Скорость - не менее 25-30 мм/с.

5.

Постоянная времени 0,5 - 0,8 с.

6.

Частота зондирующего тока не менее 75 кГц, желательно одинаковая 7.

во всех отведениях.

Для получения достоверных данных, которые подверглись последующему математическому и смысловому анализу, установка и фиксация электродов на голове испытуемого проводилась согласно требованиям авторов (Анзимиров В.Л.

с соавт., 2001). Использованы электроды, изготовленные из алюминия, покрытые тонким слоем хлорида серебра. Электроды имели округлую форму, площадь 1.0см2 и толщину до 3-4 мм, просто и надежно крепились к отводящим проводам с защитной экранирующей оплеткой.

Фиксация электродов на голове осуществляется специальной резиновой лентой, с отверстиями для их крепления, строго симметрично в фронтомастоидальном (Fm), отражающем изменения гемодинамики в бассейне соответствующей внутренней сонной артерии, и окципито-мастоидальном (Ом), характеризующем зону васкуляризации позвоночных артерий. Лобный электрод накладывали над внутренним краем надбровной дуги, мастоидальный - на сосцевидный отросток, а затылочный - на 1,5-2 см выше и кнаружи от затылочного бугра. Непосредственно перед исследованием кожу пациента в местах наложения электродов обрабатывали гелем. Под электроды подкладывались тонкие фетровые прокладки, повторяющие форму и размер отводящей поверхности, предварительно смоченные 10% раствором хлорида натрия. Базовое сопротивление, оказываемое реографу, не превышало допустимых норм (200-400 Ом).

Для получения дополнительных сведений о состоянии церебральной гемодинамики и возможности математической обработки реографических данных испытуемому накладывались электроды для регистрации ЭКГ при этом одновременно осуществлялось "заземление".

РЭГ регистрировалась в режиме ФЗ, а также на фоне аутохронометрии и при моделировании АЭ. Запись реограмм осуществлялась по 20-ти РЭГ-компонентам, каждый из которых индивидуально, (математически) расшифровывался.

Осуществлялся количественный и качественный (визуальный, рис. 3) анализ РЭГ.

У каждого испытуемого измерялись следующие компоненты РЭГ, рассчитанные по усредненной волне с фильтрацией и распрямлением (Анзимиров В.Л., Соколовская И.Е., Гасанов Я.К., 2001): время распространения пульсовой волны от сердца до мозга (Q_x); время быстрого кровенаполнения крупных мозговых артерий (1); время медленного кровенаполнения мелких и средних мозговых артерий (2); время восходящей части волны (); реографический индекс (РИ); коэффициент асимметрии РИ (КаРИ); максимальную скорость быстрого кровенаполнения крупных артерий (Vmax), среднюю скорость медленного кровенаполнения мелких и средних артерий (Vср); дикротический индекс (ДИК); диастолический индекс (ДИА); показатель венозного оттока (ПВО); отношение амплитуды венозной компоненты к амплитуде артериальной Рис. 3. Реоэнцефалограммы здорового испытуемого записанные в фронто-мастоидальных (Fm) и окципитомастоидальных (Оm) отведениях, справа и слева.

компоненты (Авен/А арт); амплитуда дифференциальной РЭГ (Ом/с), амплитуда РЭГ на уровне инцизуры (Ом), амплитуда на последней четверти реоволны (Ом), амплитуда на уровне дикротического зубца (Ом). Помимо этого, реоэнцефалограф синхронно регистрировал частоту сердечных сокращений (ЧСС) и базовое сопротивление тела (Z баз). Так, у каждого испытуемого зарегистрировано по 69 РЭГ-параметров.

При расшифровке реоэнцефалограммы (рис. 4) оценивали амплитуду волны (Н) по отношению к калибровочному сигналу (К), равному 0,1 Ом, время восходящей или анакротической (ta) и нисходящей, катакротической (tb) части волны, интервал времени между зубцом Q на ЭКГ и началом волны РЭГ (tQ), дикротический (ДКИ) и диастолический (ДИА) индексы, представляющие собой выраженные в процентах отношения между амплитудой инцизуры (ДКИ) или дикротического зубца (ДИА) и амплитудой реографичсской волны. Важную роль при расшифровке РЭГ имеет коэффициент асимметрии объемного кровенаполнения (КаРИ).

Его определение проводится по формуле:

к/а=(Нмакс - Нмин)/Нмин х 100%, (2) где Нмакс и Нмин – максимальная и минимальная амплитуды реографических волн.

Рис.4. Нормальная реограмма и ее первая производная. Сверху вниз представлены: А - реограмма, Б электрокардиограмма, В - первая производная реограммы. Циифрами обозначены характерные точки пульсовой волны. 1 - начало волны; 2 - вершина; 3 - поздняя систолическая волна; 4 - инцизура; 5 - дикротический зубец; К калибровочный сигнал. Показаны способы определения времени подъма анакроты (t), времени быстрого подъма анакроты (t1), амплитуды реограммы Н, е инцизуры (hi) и дикротического зубца (hd), максимальной амплитуды первой производной реограммы (Аd).

Первичную, автоматическую расшифровку производили при помощи прибора реоэнцефалографа, более детальную производили совместно с доктором биологических наук, нейрофизиологом Водолажской М.Г. (2008, 2009, 2010).

Полученные данные по 20-ти РЭГ-параметрам служили для дальнейшей математической обработки.

2.5. Аутохронометрия

При регистрации ЭЭГ и РЭГ применялась проба пользователя Аутохронометрия», во время которой испытуемому предлагалось по команде экспериментатора «про себя» начать отчт 20-секундного промежутка времени.

После того, как внутренний отсчт заданного отрезка времени был закончен, испытуемый совершал характерное движение пальцами рук («отстукивание»).

Момент завершения отсчета фиксировался экспериментатором и, соответственно, программой цифрового оборудования. Затем эпоха «Аутохронометрия»

подвергалась анализу динамики компонентов хронограмм, аналогичному эпохе «ФЗ».



Pages:   || 2 | 3 | 4 |


Похожие работы:

«Разрешение проблем национальных взаимоотношений в русле Концепции общественной безопасности ——————— О ликвидации системы эксплуатации «человека человеком» во многонациональном обществе Предлагаемая вниманию читателя работа дополняет работы ВП СССР «О расовых доктринах: несостоятельны, но правдоподобны» (2000 г.)1, «От корпоративности...»

«Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования Городской Дворец творчества детей и молодежи «Одаренность и технологии» УТВЕРЖДАЮ Рассмотрена и допущена к реализации Директор МАУ ДО решением Экспертно-методического совета Городской Дворе...»

«НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «IN SITU» №9/2016 ISSN 2411-7161 материалов наших наблюдений доказана возможность безопасного и несомненно, эффективного управления возможной кровопотерей и стабилизации послеоперационного гемостаза. Список использованной литературы 1. Harvey G. Klein, David J. Anstee «Mollison's Blood Transfusion in C...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»Утверждаю: ^^-^^ Руководитель ООП И.Д. Лельчищ^й •20^г. Рабочая программа дисциплины (модуля) (с аннотацией) ТЕХНИКИ САМОРЕГУЛЯЦИИ Направле...»

«Электронное научное специализированное издание – • № 1 (13) • 2014 • http://pt.journal.kh.ua журнал «Проблемы телекоммуникаций» УДК 512.6:004.7 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТРАФИ...»

«УДК: 633.18:577.21:631.526.32:631.527:631.547.1 Молекулярное маркирование сортов риса российской селекции по скорости роста колеоптиля с использованием SSR маркеров Бруяко Виктория Николаевна, младший научный сотрудник, аспирант лаборатории генетики и гетерозисной селекции cesnokova86@mail....»

«INTERNATIONAL SEBAT EDUCATIONAL INSTITUTIONS Subject: BIOLOGY Grade 10 2015-2016 – ODS-1 Name & Surname: School: Exam Content and Instructions Exam Duration 1. There are 90 Multiple-choice questions 5.2. Use Answer Sheet for multiple-choice questions 6....»

«МАРКЕТИНГОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПРЕДПРИЯТИЯ С.Э. Прохорова, Н.В. Кузнецова Научный руководитель – Е.А.Грахова Использование корпоративных информационных систем (КИС) и информационных технологий в условиях интенсивного развития рыночных отношений становится одним из наиболее важных элементов эффективного управления и...»

«Надежная акустическая изоляция для дома – ценность, предлагаемая производителем Домашние кинотеатры, компьютеры, посудомоечные машины, кондиционеры, телевизоры, радиоприемники, электроприборы облегчают и разнообразят ваш семейный б...»

«УДК 33 (07) ОСОБЕННОСТИ СОЦИАЛЬНЫХ УСЛУГ В КОНТЕКСТЕ ИХ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ И СОЗДАНИЯ СОЦИАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ М.Ю. Иванов1 ФГБОУ ВПО «Поволжская государственная социально-гуманитарная академия» 443099, г. Самара, ул. Максима Горького, 65/67 Е-mail: i500@rambler С опорой на понимание социа...»

«ЕЖЕКВАРТАЛЬНЫЙ ОТЧЕТ Открытое акционерное общество Акционерная компания по транспорту нефти Транснефть Код эмитента: 00206-A за 1 квартал 2013 г. Место нахождения эмитента: 119180 Россия, г. Москва, ул. Большая Полянка, д. 57 Информация, содержащаяся в настоящем ежеквартальном отчете, подлежит раск...»

«84/2010-52896(1) Д Е В Я Т Ы Й А Р Б И Т РА Ж Н Ы Й А П Е Л Л Я Ц И О Н Н Ы Й СУД 127994, Москва, ГСП -4, проезд Соломенной Сторожки, 12 адрес веб-сайта: http://9aas.arbitr.ru П О С Т АН О В Л Е Н И Е №09АП-5129/2010-АК г.Москва 14 мая 2010 года Дело №А40-136475/09-79-879 Резолютивная часть постановления о...»

«5 ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЕ СОБРАНИЕ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА созыв Депутат НИКЕШИН Сергей Николаевич 2011­ Адрес для ответа: Исаакиевская пл., в, Санкт-Петербург, 190107 E-mail: SNikeshin@assembly3 pb.ru 2016 WWW: http://www.sssembly3pb.ru № Губернатору Санкт-Петербурга Г.С. Полтавченко ДЕПУТАТСКИЙ ЗАПРОС Уважаемый Георгий Сергеевич! Вынуж...»

«Мастер–класс Наглядное моделирование – средство развития связной речи ребёнка-дошкольника 1.Тема: На современном этапе развития дошкольного образования идет активный поиск и внедрение в практическую работу с дошкольниками новых методов и приемов обучения, повышающих эффективность воспитательно-образовательного процесса в Д...»

«ПОЛВЕКА на благо страны! 50-ЛЕТИЮ ОРЕНБУРГСКОГО НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОСВЯЩАЕТСЯ Уважаемые коллеги! Поздравляю вас со знаменательным событием — 50-летием со дня открытия одного из крупнейших в России — Оренбургского нефтегазоконденсатного местор...»

«МОСФЛ ОУЛ АИ Н ИЗОЛЯЦИЯ СТЫКОВ ТРУБОПРОВОДОВ И трубопроводах с изоляцией из пенополиуретана основным и наиболее ответственным этапом является изоляция стыков, которая обеспечивает прочные и водонепроницаемые соединения между трубами и другими элементами трубопровода. Только надежный стык может обеспечить расчетны...»

«Логистическая регрессия Давайте приблизим гауссианом Классификаторы III: логистическая регрессия Сергей Николенко Академический Университет, 2012 Сергей Николенко Классификаторы III: логистическая регрессия Логистическая регрессия Два класса Давайте приблизим г...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК МУЗЕЙ АНТРОПОЛОГИИ И ЭТНОГРАФИИ ИМ. ПЕТРА ВЕЛИКОГО (КУНСТКАМЕРА) РАДЛОВСКИЙ СБОРНИК Научные исследования и музейные проекты МАЭ РАН в 2009 г. Санкт-Петербург Электронная библиотека Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого (Кунсткамера) РАН http://www.kunstkamera.ru/lib/rubrikator/08/08_02...»

«Регламент проведения электронных торгов на электронной торговой площадке «СтройТорги» РЕГЛАМЕНТ проведения электронных торгов на электронной торговой площадке «СтройТорги» Страница 1 Регламент проведения электронных торгов на электронной торговой площадке «СтройТорги»Оглавление: 1. Глоссар...»

«ISSN 2307-8332. Вісник ОНУ. Сер.: Філологія. 2014. Т. 19, вип. 3(9) УдК 821.161.1-31 Малиновский Артур кандидат филолологических наук, доцент Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова кафедра мировой литературы Французский бульвар, 24/26, г. Одесса, Украина, 65058 malinovsky.artur@yandex.ua СОБЫТИЙНОСТЬ НАУЧНОГО БЫТИЯ ПР...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.