ЭЭГ головного мозга расшифровка показателей, норма и нарушения

Заказать обратный звонок

Запись на прием к специалисту Центра

  • Главная
  • /
  • Глава 4. Морфо- и функциогенез мозга. Биоэлектрическая активность мозга

Психотерапевт Мартынов Сергей Егорович

Психолог, семейный психолог, клинический психолог Теперик Римма Фёдоровна

Психолог Копьёв Андрей Феликсович

Конфликтолог, психолог, клинический психолог Цуранова Наталья Александровна

Ночевкина Алёна Игоревна

Психолог, клинический психолог Алиева Лейла. Телесная терапия и арт-терапия.

Психолог Михайлова Анна Дмитриевна

Психолог, семейный психолог, коуч Волкова Татьяна

Детский психолог Горина Екатерина

Психолог Светлана Ткачева

Психолог Одинцова Анна Николаевна

Клинический психолог, психолог, психотерапевт Прокофьева Анна Вячеславовна

Основатель беатотерапии, психолог, клинический психолог Спиваковская Алла Семеновна

Психиатр Фролов Алексей Михайлович

Подростковый психолог Каравашкина Елена

Ведущий логопед Кухтина Алла Юрьевна

Подростковый психолог Максимов Алексей Вячеславович

Детский психолог Таранова Ирина Юрьевна

Психолог, юнгианский аналитик Юзьвак Екатерина Григорьевна

Детский психолог Кислова Варвара Андреевна

Психолог, клинический психолог, психоаналитический психотерапевт Ермушева Анастасия Алексеевна

Психиатр Медведев Владимир Эрнстович

Клинический психолог, психотерапевт, нейропсихолог Баринская Янина Сергеевна

Врач-психотерапевт Сивков Евгений Евгеньевич

Нейропсихолог Трофимова Александра Константиновна

Детский психолог Рубанова Кристина

4.2.3. Биоэлектрическая активность мозга

Специфика пространственно-временной организации ритмических составляющих ЭЭГ, анализ фоновой и вызванной электрической ак­тивности мозга позволяют выявить характер функционального созре­вания подкорковых структур, определенных отделов коры в разные возрастные периоды. Так, снижение с возрастом тета-ритма в ЭЭГ свидетельствует об уменьшении роли неспецифических подкорко­вых структур в генезе биоэлектрической активности. Увеличение вы­раженности основного ритма биоэлектрической активности — альфа- ритма и формирование его пространственной организации отражает созревание коры больших полушарий.

Анализ электрической активности мозга выявил, что в раннем постнатальном периоде наиболее функционально зрелыми являются мезодиэнцефальные структуры мозга, относящиеся к первому функцио­нальному блоку мозга (Новикова Л. А. и др., 1975).

Основные периоды, которые можно охарактеризовать как пере­ломные в динамике изменений альфа-ритма — это 6 лет, 9-10 лет. В период полового созревания (12-14 лет) возникают регрессив­ные отклонения в ЭЭГ за счет усиления мощности тета-активности. Пространственная синхронизация ритмов ЭЭГ покоя, свойствен­ная взрослым, формируется по завершении этого периода. Это отражает становление зрелого типа структурно-функциональной организа­ции мозга, характерной для состояния спокойного бодрствования (Алферова В. В. и др., 1990).

Работа первого функционального блока мозга связана с двумя ос­новными видами активации:

1) общей, генерализованной, адресованной ко всему мозгу (обеспе­чивается подкорковыми отделами первого блока мозга и лежит в основе функциональных состояний);

2) специфической, локальной, направленной к конкретным струк­турам (обеспечивается корковыми отделами первого блока мозга и выступает основой для осуществления психических функций) (Хомская Е.Д., 2002).

Основные изменения в системе активации мозга также происходят постепенно. Первоначально фиксируется общая генерализованная форма активации мозга. К 7-10-летнему возрасту происходит пере­ход от генерализованной к регионарно-специфической форме актива­ции. В 11-14 лет наблюдается регрессивная динамика в функциониро­вании регуляторной системы, связанная с изменением гормонального профиля организма. С 14-15 лет происходит восстановление реактив­ности активационной системы и приближение характера ее функцио­нирования к взрослому уровню (Горев А. С., 1990).

Центральные отделы анализаторных систем располагаются во вто­ром функциональном блоке мозга. Все анализаторные системы способ­ны к функционированию с первых дней жизни ребенка, но к моменту рождения наименее готовыми оказываются дистантные анализаторы.

Наиболее хорошо в настоящее время проанализировано становле­ние зрительной системы.

Согласно психофизиологическим данным, существенные перестрой­ки зрительного восприятия происходят в период от 3-4 к 6-7 годам.

Вызванные потенциалы (ВП) в проекционной корковой зоне на про­стые и оформленные зрительные стимулы, которые обнаруживаются у новорожденного ребенка, сначала носят локальный характер и мо­гут расцениваться как сенсорно-специфический ответ. Они отражают наличие ощущения и возможность первичного анализа стимула.

К концу первого года жизни структура ВП становится близкой к та­ковой у взрослого, к пятилетнему возрасту сокращаются и временные параметры вызванного ответа (латентный период и длительность от­дельных фаз).

В 3-4-летнем возрасте структура ВП в каудальных областях коры имеет сходный характер в ответ на сложно структурированные стиму­лы. Это может свидетельствовать об одинаковой задействованное™ проекционной коры и заднеассоциатпивных областей (зона ТГЮ) в их анализе, то есть заднеассоциативные отделы, также как и первичные поля, выполняют сенсорную функцию, дублируя функцию проекци­онной зоны.

После 5-6 лет структура вызванного потенциала в ТПО становится не всегда сходной со структурой ВП в проекционной зоне. Это соот­ветствует психологическим и психофизиологическим данным, в соот­ветствии с которыми в 5-7 лет происходят существенные сдвиги в зри­тельном восприятии, связанные с облегчением процесса выработки эталонов, в том числе на сложные, ранее незнакомые стимулы.

После 9-10 лет происходит удлинение времени обработки сложных сенсорных стимулов, которое следует рассматривать как результат со­вершенствования межцентральной интеграции в отдельных звеньях зрительной системы.

В 9-11-летнем возрасте отмечается вовлечение в опознание лобной области (третий функциональный блок мозга), которое сохраняется в ходе дальнейшего онтогенеза.

Созревание передней ассоциативной области коры создает возмож­ность регуляции сенсорных процессов (А. Р. Лурия) при решении пер­цептивной задачи. Так, в возрасте 3-4 года, несмотря на усвоение деть­ми словесной инструкции, выполняющей регулирующую роль, она не выполнялась и ее введение не влияло на параметры ВП. Изменения возникали начиная с 4-5-летнего возраста, а существенные измене­ния в произвольной организации отмечены с 6-7 лет. Начиная с 9- 10 лет введение мобилизующей инструкции приводит к четким из­менениям параметров ВП в ассоциативной и проекционной зонах. Возможность избирательного вовлечения корковых зон в процессы восприятия совершенствуется до 14-15-летнего возраста.

Важную роль в зрительном восприятии имеют не только внутриполушарные особенности реализации зрительных операций, но и межполушарные взаимодействия. Интенсивное развитие мозолистого тела начинается в дошкольном возрасте, и, по некоторым данным, су­щественные изменения в межполушарном взаимодействии отмечаются к 6-7 годам. В 5 лет как в правом, так и в левом полушариях образуются функциональные объединения затылочных областей с заднеассоциативными, а теменных зон с перед нецентральными структурами. В 6 лет отмечается усиление межполушарных функциональных связей заты­лочных и височных областей, специализированное (по взрослому типу) вовлечение в выполнение заданий затылочных и заднеассоциативных областей правого полушария и усиление их взаимосвязи с лоб­ной корой (Развитие мозга ребенка, 1965; Бетелева Т. Г., 1975, 1990; Фарбер Д. А. и др., 1988,1990,1997,1998).

Читайте также:  Анатомия и строение носа человека

Формирование функциональных систем подразумевает наличие связей между различными мозговыми центрами.

В работах А. Н. Шеповальникова и др. (1997) сформулирована ги­потеза об относительно независимом и гетерохронном становлении в ходе онтогенеза у детей двух функционально различных систем свя­зей коры больших полушарий. На начальных этапах развития мозга ребенка координированная деятельность кортикальных структур обеспечивается в значительной мере за счет наличия к моменту рож­дения относительно зрелых, генетически детерминированных связей.

Они ответственны за процессы дистантной (связывают отдаленные центры) интеграции нервной активности кортикальных полей в целост­ную деятельность мозга, то есть формируют основной «каркас» единой распределенной системы мозговой активности. Это система «длинных» связей.

Другая система представлена относительно короткими межкорти­кальными взаимосвязями («короткие» связи). По-видимому, именно эта, менее жесткая и более пластичная, система связей ответственна в большей мере за обеспечение процессов обучения и гибкого приспо­собления организма к окружающей среде.

Полученные ими результаты позволяют оценить роль церебраль­ных структур и связывающих их волокон, которые уже на ранних стадиях постнатального развития оказываются наиболее существенны­ми для обеспечения устойчивой интеграции биоэлектрической актив­ности в целостную динамическую систему.

Система «длинных» связей, в первую очередь, через комиссуральные структуры соединяет билатерально, симметрично расположенные отделы неокортекса. Во вторую очередь, она обеспечивает продольные взаимосвязи структур, расположенных в пределах каждого из полу­шарий (рис. 4.2)

В частности, у младенцев с врожденным отсутствием мозолистого тела отмечается низкий уровень межполушарной когерентности. У детей 10- 14 лет с таким дефектом при сохранной способности к обучению и небольшом снижении IQ наблюдается компенсаторное развитие гиперфункции левого полушария и повышение внутриполушарной когерентности ЭЭГ в левом полушарии при выраженном снижении в правом полушарии.

Наличие действующих межполушарных связей на ранних этапах онтогенеза является, таким образом, важным условием для обучения и развития познавательных способностей младенцев. Возраст 6-7 лет рассматривается как переходный к стадии «полноразмерного» межполушарного взаимодействия.

В целом можно говорить, что в ходе постнатального онтогенеза происходит опережающее развитие не только определенных цереб­ральных структур, но и тех волокнистых систем, которые формиру­ют процессы глобальной интеграции деятельности мозга в единую распределительную систему. В первую очередь это «длинные», ассо­циативные и транскаллозальные волоконные системы, составляющие своеобразный продольно-поперечный «каркас» неокортекса. Вероят­но, определенная зрелость этих путей существует уже в первые дни жизни ребенка.

Наиболее жестким и специализированным звеном в коре больших полушарий являются проекционные зоны, осуществляющие анализ сенсорной информации. Ассоциативные отделы коры, наряду с пере­работкой, хранением информации, формированием планов и про­грамм деятельности играют важную роль и в организации межцент­рального взаимодействия, в особенности его динамической формы. Обладая широкой системой афферентных и эфферентных связей с другими корковыми структурами и лимбико-ретикулярным комп­лексом, ассоциативные отделы принимают участие в регуляции фун­кционального состояния и реактивности различных мозговых образо­ваний и являются’организующим звеном в системе межцентральной интеграции. Особенно велика в этом роль переднеассоциатнвных от­делов (Фарбер Д. А., 1990; Фарбер Д. А. и др., 1998).

Что такое биоэлектрическая активность

Все живые клетки на планете имеют свойство раздражимости – способность переходить из физиологического состояния покоя в состояние возбуждения под влиянием факторов внешней среды. То есть клетки «возбуждаются», обладают биоэлектрической активностью (БА). Для генерации электрических импульсов организм использует энергию, которая запасается внутри и снаружи клетки в виде ионов Na, K, Cl и Ca. Их обмен между собой происходит с помощью ионных насосов, который использует энергию аденозинтрифосфатной кислоты.

Что это такое

Когда рецептор нервной клетки раздражается, генерируется потенциал действия: изменяется баланс ионов внутри и снаружи клетки. Отрицательный заряд внутри клетки сменяется положительным и наоборот, положительный снаружи сменяется отрицательным внутри. Возникает деполяризация и клетка возбуждается, генерируя электрический ток. Распространение биоэлектрических импульсов передают информацию о раздражителе по всей нервной системе.

Потенциал действия, то есть генерация электрической активности, возникает в каждой нервной клетке. В коре больших полушарий их более 14 миллиардов. Все это количество нейронов возбуждается одновременно или поочередно, создавая электрическое поле. Это явление и называется биоэлектрической активность головного мозга.

Исследовать биоэлектрическую активность головного мозга можно на клеточном и органном уровнях. При первом способе используются внутриклеточные и внеклеточные электроды. При внеклеточном отведении электродами прикасаются к наружной мембране нейрона и регистрируют, что клетка на тысячную долю секунды изменяет свой заряд на противоположный относительно соседних клеток.

Внутриклеточное введение регистрирует изменение потенциала мембраны клетки во время фазы деполяризации (когда клетка возбуждается) и фазы реполяризации (когда потенциал возвращается к исходным показателям). Это более детализированный метод, чем внеклеточная регистрация активности.

На органном уровне биоэлектрическая активность мозга изучается с помощью электроэнцефалограммы. ЭЭГ – способ регистрации биоэлектрической активности клеточных потенциалов, которые снимаются с поверхности черепа. На электроэнцефалографии выделяют следующие измерения: альфа, бета, тета и дельта. Они обладают собственной частотой и амплитудой. В разных функциональных состояниях мозга, например, при сне или бодрствовании, на ЭЭГ регистрируются разные ритмы. Например, в глубоком сне регистрируется дельта-ритм, в бодрствовании – бета и альфа-ритмы.

С помощью ЭЭГ выявляются нарушения БЭА мозга: на электроэнцефалографии изменяются параметры ритма. Например, снижение амплитуды тета-ритма свидетельствует о возрастных изменениях и понижении активности подкорковых структур головного мозга. Но ЭЭГ фиксирует не только патологию. Например, увеличение выраженности альфа и бета-ритмов в подростковом возрасте говорит о созревании корковых отделов мозга.

Диффузные изменения биопотенциалов головного мозга – это собирательный термин, характеризующий количественные и качественные нарушения биоэлектрической активности больших полушарий. Это – не самостоятельное заболевание, а патологический процесс, отражающий болезни мозга. Поэтому любое заболевание, при котором нарушается органическое строение нервной ткани или ее функция, выражается диффузными изменениями.

Возможные нарушения и причины

Биоэлектрическая активность головного мозга дезорганизована при большинстве заболеваний нервной системы. Количественно нарушение биоэлектрических потенциалов можно разделить на две подгруппы:

  1. Повышенная биоэлектрическая активность. Она проявляется при эпилепсии и других заболеваниях, проявляющиеся повышенным мышечным тонусом.
  2. Пониженная активность. Сообщает о временных патологических состояниях нервной системы, например, при депрессии и неврозах, в особенности при астеническом синдроме, где в клинической картине преобладает апатия и усталость.

Качественные нарушения биоэлектрической активности сопровождают такие патологии:

  • Медленно прогрессирующие заболевания ЦНС: болезнь Альцгеймера, болезнь Пика, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический и рассеянный склероз, старческая деменция.
  • Психические расстройства: шизофрения, депрессия, биполярно-аффективное расстройство.
  • Органические патологии ЦНС: черепно-мозговые травмы, объемные процессы, например, опухоли, ишемический инсульт и субарахноидальное кровоизлияние, застойная энцефалопатия.

Дезорганизация биоэлектрической активности также наблюдается при всех видах аддиктивного поведения: интернет-зависимость, наркомания, алкоголизм и прочие формы социальной изоляции.

Симптомы и способы диагностики

Диффузные нарушения биопотенциалов не имеют симптомов, так как этот феномен не является болезнью, а отражает ее процесс. Например, БА нарушается при геморрагическом инсульте, который проявляется клинической картиной. При кровоизлиянии в мозговое вещество, если в этом время провести ЭЭГ, зафиксируются диффузные изменения средней выраженности на волнах.

Читайте также:  Набирается ли вес принимая дюфастон - Диеты Все для похудения

Золотой стандарт при выявлении нарушения биоэлектрической активности мозга – электроэнцефалография. Изменение ее волн отражает вероятные патологии функций мозга.

Активность альфа-ритма

Он возникает как в норме, так и при патологии. В первом варианте недостаток альфа-ритма фиксируется, когда человек исследуется с раскрытыми глазами и размышляет о своих проблемах. В общем, когда активируются зрительные образы.

Понижение альфа-ритма фиксируется при эмоциональных нарушениях: раздражение, гнев, тревога, депрессия. Также изменение альфа-волн возникает при чрезмерной активности мозга и вегетативного отдела: при сильном сердцебиении, страхе, потливости, дрожании рук, парестезиях.

При геморрагическом инсульте появляются признаки умеренно выраженной дезорганизации: альфа-волны пропадают или изменяются, что проявляется в скачках амплитуды ритма. При тромбозах, инфаркте мозга или размягчения белого вещества уменьшается частота альфа-волн.

Изменение бета-ритма

Фиксируется в состоянии бодрствования. Повышение амплитуды ритма возникает при активной включенности в задачу и эмоциональном возбуждении. Пиковое повышение амплитуды бета-ритма свидетельствует об острой реакции на стресс, например, при реактивной или тревожной депрессии. Когда предъявляют тактильную стимуляцию или просят подвигаться – волна угасает.

Гамма-ритм

В норме амплитуда повышается при повышении внимания в решении задачи. Изменение гамма-волн отражает диффузное аксональное повреждение головного мозга, при котором нарушается активность клеток-канделябров. Нарушение гамма-ритма также регистрируется у больных шизофренией.

Дельта-ритм

На ЭЭГ дельта-волны появляются, когда преобладают регенеративные и восстановительные процессы в организме, например, в фазе глубокого сна. Амплитуда дельта-волн повышается при неврологических изменениях. Чрезмерное повышение амплитуды отражает нарушение внимания и памяти. Кроме того, дельта-ритм регистрируется при объемных процессах в головном мозгу.

Сразу после кровоизлияния в мозг на ЭЭГ появляются дельта-волны. Они исчезают спустя 3 месяца после перенесенного заболевания.

Тета-ритм

В норме тета-ритм фиксируется в стадии дремоты – пограничное состояние между бодрствованием и поверхностным сном. В патологии эти волны регистрируются при нарушении сознания, например, при сумеречном помрачении сознания или онейроиде, когда больной не спит, но в то же время его сознание не включено. Диффузные легкие изменения тета-волн в виде повышения амплитуды говорят об эмоциональном напряжении, психотическом состоянии, сотрясении мозга, усталости, астении и хроническом стрессе.

Мю-ритм

Проявляется преимущественно в норме. Появление мю-волн на электроэнцефалографии свидетельствует о психическом напряжении.

Болезни, при которых изменения на ЭЭГ играет ключевую роль

  • Большой судорожный припадок. На ленте ЭЭГ проявляются «спайки» – острые пиковые волны, которые идут одна за другой с частотой 5 Гц. Фоновый ритм обычный.
  • Эпилепсия у детей. Проявляются двойные спайковые волны, который имеют частоту 3 Гц, комбинирующиеся с ритмическими дельта-волнами.
  • Очаговые эпилептические приступы. На ЭЭГ фиксируются одиночные спайки, если регистрировать в височной коре.
  • Абсанс. Регистрируется гипсаритмия – временная хаотическая деятельность мозга, при котором исчезают нормальные волны.

Шизофрения . На ЭЭГ проявляются диффузные общемозговые изменения волн, при которых усиливается биоэлектрическая активность подкорковых отделов и снижается альфа-ритм. В лобных долях повышается амплитуда дельта-ритма, в лобных и височных – тета-ритм. При параноидной шизофрении наблюдается умеренно выраженная дезорганизация биоэлектрической активности.

При плюс-симптомах шизофрении (галлюцинации, бред) в лобных и височных отделах увеличивается амплитуда бета-волн, при минус-симптомах (апатоабулический синдром) наблюдается стойкая депрессия бета-волн.

Депрессия . Степень изменений электрической активности мозга зависит от выраженности заболевания. Так, при легкой депрессии, субдепрессии и дистимии на ЭЭГ наблюдаются признаки легкой дезорганизации биопотенциалов: повышается амплитуда альфа-волн. При дистимии регистрируется десинхронизация всех фоновых волн и изменение ритма.

Нейродегенеративные заболевания , в особенности старческая и сосудистая деменция. На картине ЭЭГ снижается выраженность альфа и бета-волн, появляются тета и дельта-ритмы. При звуковом и зрительном раздражении на ЭЭГ фиксируется снижение степени раздражимости мозга, то есть ирритативные изменения биоэлектрической активности.

Состояния, сопровождающиеся снижением кровообращения мозга. При закупорке сонной артерии нарушается динамика волн и их замедление. При крупной закупорке артерии на картине появляются тета-волны. Гематома мозга амплитуды волн снижаются на стороне кровоизлияния

Легкие диффузные изменения по типу дезорганизации отмечаются при аддиктивном поведении. Так, у зависимых людей на ЭЭГ регистрируется повышение активности дельта и тета-волн, и снижение альфа и бета-волн. Феномен ЭЭГ имеет объяснение: наркоманы и интернет-зависимые люди преимущественно находятся в «полусонном» и мечтательном состоянии, что отражается наличием дельта и тета-ритмов, в отличие от здоровых людей, у которых доминируют альфа-волны, отражающие «реалистичное» мышление.

Опухоли и кисты . Нарушение ритмов ЭЭГ регистрируются на стороне поражения – в зоне новообразования. В области проекции опухоли фиксируется депрессия альфа-волн и повышение амплитуды бета-волн. При опухоли в височной области на картине регистрируются бета-волны (90% всех волн), составляющие фоновую активность мозга.

Олигофрения . На электроэнцефалограмме отмечается незрелость альфа-ритма и внезапные приступы замедления ритмики фоновых волн.

Восстановление

Реабилитация и восстановление зависит от заболевания, которое привело к расстройству биоэлектрической активности. Так, при геморрагическом инсульте больному предстоит 2-3 месячная реабилитация по утраченным неврологическим функциям. После лечения основного заболевания электрическая активность больших полушарий восстанавливается сама по себе. Однако для ускорения регенерации мозгового вещества в рацион следует включить все витамины группы B, а в распорядок дня добавить прогулки по парку и утреннюю зарядку.

Последствия

Осложнения и последствия определяются ведущим заболеванием, что расстроило электрическую активность центральной нервной системы.

Биоэлектрическая активность головного мозга

Каждый цвет представляет собой источник биоэлектрической активности и коннектичность в различной полосе частот (тета, альфа, бета, гамма); золотые линии отображают анатомические волоконные тракты белого вещества. Предполагаемая передача информации между областями мозга визуализируется в виде импульсов света, проходящих по волоконным трактам, соединяющим эти области

Биоэлектрическая активность мозга (БЭА) — это электрическая активность нейронов, связанная со сдвигом мембранного потенциала.

Вертикальная интеграция пространственных масштабов от молекулярного уровня (нанометровая шкала) до всего мозга (сантиметровая шкала)

Условно выделяют три уровня организации головного мозга, на которых можно исследовать разные формы биоэлектрической активности: микроуровень (активность одного нейрона), мезоуровень (активность локальной группы нейронов) и макроуровень (активность разных областей мозга).

Уровни организации головного мозга

Микроуровень (англ. microscale) – самый низший уровень организации головного мозга, отражающий активность одиночных нейронов за счет синаптических и молекулярных механизмов.

Мезоуровень (англ. mesoscale) – уровень, находящийся между микро- и макроуровнем, на котором происходит взаимодействия между крупными нейронными ансамблями.

Макроуровень (англ. macroscale) – используется для определения областей мозга и крупномасштабных связей между ними.

Методы регистрации биоэлектрической активности головного мозга

(А) Скальповый электрод (зеленый), многоконтактный макроэлектрод (красный) и микроэлектрод (синий) (разрешение: объем

Изучение биоэлектрической активности проводится при помощи электрофизиологических методов, основанных на регистрации колебания разности потенциалов между двумя точками среды, например между двумя электродами, расположенных на коже головы.

Электроэнцефалография (ЭЭГ, англ. electroencephalography, EEG) – неинвазивный метод, позволяющий регистрировать биоэлектрическую активность мозга с поверхности скальпа черепа.

Магнитоэнцефалография (МЭГ, англ. magnetoencephalography, MEG ) – метод, основанный на регистрации магнитного поля, которое формируется за счет электрической активности нейронов.

Электрокортикография (ЭКоГ, англ. electrocorticography, ECoG) – инвазивный метод регистрации биоэлектрической активности при помощи электродов, расположенных на поверхности коры головного мозга.

Читайте также:  Деформация мочевого пузыря у ребенка и взрослого причины и лечение перегиба

Микроэлектродные методы – совокупность методов, использующих микроэлектроды для внутри- либо внеклеточной регистрации биопотенциалов. К ним можно отнести регистрацию активности одиночного нейрона, мультиюнитной активности, потенциала локального поля, а также patch clamp и dynamic clamp методы.

Виды биоэлектрической активности

Биоэлектрическая активность в зависимости от масштаба (от одного нейрона до скоординированной деятельности крупных нейронных ансамблей) проявляется в разных формах.

Микроуровень Мезоуровень Макроуровень
Регулярная Пачки спайков (англ. spike trains);
Регулярный паттерн подпороговых колебаний мембранного потенциала (англ. regular pattern of subthreshold membrane potential oscillations, SMPO)
Осцилляции нейронных популяций Мозговые ритмы или волны, порождаемые самыми крупными нейронными ансамблями
Нерегулярная Тепловой шум (англ. thermal noise);
Канальный шум (англ. channel noise);
Берстовый шум (англ. burst noise);
Синаптический шум (англ. synaptic noise);
Cпайк (англ. spike)
1/f шум Дезорганизованная ЭЭГ
1/f шум
Транзиентная Нерегулярные подпороговые колебания мембранного потенциала (англ. irregular subthreshold membrane potential oscillations);
Веретенообразные подпороговые колебания мембранного потенциала (англ. spindle-like subthreshold membrane potential oscillations)
Неэпилептиформная транзиентная активность (SWR);
Эпилептиформная транзиентная активность (межиктальная эпилептиформная активность, IED)
Неэпилептиформная (англ. nonepileptiform) транзиентная активность;
Эпилептиформная транзиентная активность (англ. epileptiform discharges);
Потенциал, связанный с событием (англ. event-related potential, ERP)

Ритмическая активность

Ритмическая или регулярная биоэлектрическая активность – это повторяющиеся частотные паттерны в центральной нервной системе. Иными словами, это однотипные или самоподобные колебательные события, которые повторяются с одинаковыми интервалами

Нейронные колебания, порождаемые биоэлектрической активностью головного мозга, наблюдаются во всей центральной нервной системе на всех уровнях ее организации и включают в себя пачки спайков (spike trains/bursting), регулярный паттерн подпороговых колебаний мембранного потенциала, высокоамплитудные колебания потенциала локального поля (LFP) и крупномасштабные колебания (мозговые волны), которые могут быть измерены с помощью электрофизиологических методов, таких как ЭЭГ.

Ритмические процессы играют ключевую роль в функциональной активности головного мозга.

Неритмическая активность

К неритмической или нерегулярной активности относятся хаотические или стохастические изменения в биоэлектрической активности мозга.

Сверху показана нормальная ЭЭГ, снизу ЭЭГ пациента с гипсаритмией

На более высших уровнях организации неритмическая активность может проявляться в виде дезорганизации биоэлектрической активности мозга. Виды дезорганизации:

Пароксизмальная активность

Пароксизмы или транзиенты – это короткие интервалы (от 10 до 1000 мс), doi: 10.1098/rspb.1995.0166’> 7 в течение которых сигнал резко изменяется и принимает нетипичный или относительно непредсказуемый характер.

(A) Веретенообразные подпороговые колебания мембранного потенциала; (B) Нерегулярные подпороговые колебания мембранного потенциала

Примерами такой активности могут служить спонтанные синхронные синаптические транзиенты, создаваемые токами ионов Са ² + между соседними нейронами коры головного мозга. T H Murphy , L A Blatter , W G Wier , J M Baraban. Spontaneous Synchronous Synaptic Calcium Transients in Cultured Cortical Neurons. Journal of Neuroscience 1 December 1992, 12 (12) 4834- 4845; DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.12-12-04834.1992 ‘> 9 Спайки и острые волны, составляющие судорожную или интериктальную активность у лиц с эпилепсией или предрасположенностью к ней, либо транзиенты в виде вертексов и веретена сна, являющиеся нормой. Также с использованием внутриклеточной записи in vivo можно зарегистрировать н ерегулярные подпороговые колебания мембранного потенциала и в еретенообразные подпороговые колебания мембранного потенциала.

Потенциал, связанный с событием

Основная статья: ERP

Вызванные потенциалы

Когнитивные вызванные потенциалы (ВП, EP) представляют собой связанную с событием активность, которая возникает в виде электрического ответа от мозга на различные типы сенсорной стимуляции нервных тканей; чаще всего используется слуховая и зрительная стимуляция. Регистрация таких электрических потенциалов представляет собой неинвазивный объективный тест, который предоставляет информацию, например, о нарушениях сенсорных путей, локализации поражений, влияющих на сенсорные пути, и расстройств, связанных с языком и речью. Вызванные потенциалы записываются с кожи головы с использованием ЭЭГ. Потенциалы, как правило, проявляют себя как переходная форма волны, морфология которой зависит от типа и силы стимула и расположения электродов на коже головы. Психическое состояние субъекта, например, внимание, бодрствование и ожидание, также влияет на морфологию формы волны.

Индуцированная активность

Наряду с вызванной активностью, нейронная активность, связанная со стимулом, может приводить к индуцированной активности . Индуцированный ответ связан с процессами в головном мозге, которые не связаны напрямую со стимулом, а вызваны косвенно нелинейным взаимодействия нейронов после стимула. Функционально компонент индуцированного ответа, вероятно, представляет собой процессы обратной кортико-таламической (top-down) связи, связывающие внешние стимулы с внутренней корковой моделью среды, т. е. объединяющую управляемую извне сенсорную информацию с внутренней мозговой активностью. A dynamic causal model for evoked and induced responses . Neuroimage 59 :340–348. 10.1016/j.neuroimage.2011.07.066 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] ‘> 11 Predictive motor control of sensory dynamics in auditory active sensing . Curr Opin Neurobiol 31 :230–238. 10.1016/j.conb.2014.12.005 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] ‘> 12 Индуцированный ответ может быть связан с когнитивными функциями мозга, такими как восприятие, внимание и обучение, которые можно рассматривать как процессы более высокого порядка. Хорошо изученным видом индуцированной активности является изменение амплитуды колебательной активности. Например, гамма-активность часто возрастает во время повышенной умственной активности, как во время представления объекта. Поскольку индуцированные ответы не связаны с фазой, следовательно, будут исключаться при усреднении, то они могут быть получены только с помощью частотно-временного анализа. Индуцированная активность обычно отражает активность многочисленных нейронов: считается, что амплитудные изменения в колебательной активности возникают в результате синхронизации нейронной активности, например, синхронизации времени спайков или флуктуаций мембранного потенциала отдельных нейронов.

Изменения биоэлектрической активности мозга

Похожая статья: Изменения ЭЭГ

При этом необходимо отметить, что употребление терминов снижение и повышение биоэлектрической активности являются некорректными, так как биоэлектрическая активность мозга на разных уровнях организации проявляет себя по-разному, и в контексте всего мозга можно лишь оценивать параметры (амплитуду, мощность, индекс) сигналов, полученных при записи ЭЭГ. Затем, опираясь на многочисленные экспериментальные данные можно уже интерпретировать изменения того или иного параметра и говорить о каких-либо изменениях в функциональной активности мозга.

  • Фокальные – ограниченная зона (до 3-х отведений);
  • Региональные – з она доли мозга (3 и более отведений);
  • Латерализованные – патологическая активность выявляемая над полушарием;
  • Генерализованные – общая патологическая активность, захватывающая весь мозг, регистрирующаяся по всем отведениям по механизмам первичной и вторичной генерализации;
  • Диффузные (н еуточненные) – н евозможно отнести к вышеперечисленным группам. По степени выраженности диффузные изменения биоэлектрическая активности можно условно разделить на легкие, умеренные и выраженные.

Диффузное поражение мозга характеризуется развитием энцефалопатии, то есть диффузного мелкоочагового поражения. Вследствие полиморфизма мелкоочаговых изменений и их распространенности патологические изменения весьма разнообразны и не образуют какой-либо организованной активности, что проявляется мозаичными патологическими выраженными диффузными изменениями биоэлектрической активности головного мозга.
При поражении мозга патологические диффузные изменения биоэлектрической активности характеризуются дезорганизацией и отсутствием регулярной доминирующей активности, которая замещается диффузной биоэлектрической активностью. Диффузная патологическая активность может иметь самый разнообразный характер (медленноволновая, эпилептиформная) и амплитуду (низкую, среднюю или высокую). Характерной особенностью патологической активности при диффузных изменениях биоэлектрической активности являются отсутствие локальности, непостоянство пространственного распределения (мозаичность), нарушение билатеральной синхронии.

Ссылка на основную публикацию
Эффективность и безопасность препаратов трехвалентного железа в лечении железодефицитной анемии #08
Эффективность и безопасность препаратов трехвалентного железа в лечении железодефицитной анемии Рассмотрено применение препаратов железа на основе гидроксид-полимальтозного комплекса в лечении...
Эувакс — вакцинация в многопрофильной клинике Чудо-Доктор в Москве
Эувакс В (Вакцина для профилактики гепатита В рекомбинантная) (Euvax B™) Владелец регистрационного удостоверения: Лекарственная форма Форма выпуска, упаковка и состав...
Эукариотическая клетка строение и функции ядра и хромосом
Особенности строения и функции ядра клетки Ядро – главное составляющее живой клетки, которое несет наследственную информацию, закодированную набором генов. Оно...
Эффективность использования препарата Арбидол при ротавирусной инфекции у детей Медицинские интерне
Арбидол при ротавирусной инфекции у детей: дозировка и побочки Как развивается заболевание Источник заражения вирусом – больной человек. Как передается...
Adblock detector