Электрические проявления активности коры

Большого мозга

Оценка функционального состояния коры большого мозга человека яв­ляется трудной и до настоящего времени нерешенной задачей. Одним из признаков, косвенно свидетельствующим о функциональном состоянии структур головного мозга, является регистрация в них колебаний электри­ческих потенциалов.

Каждый нейрон имеет заряд мембраны, который при активации умень­шается, а при торможении — чаще увеличивается, т.е. развивается гипер­поляризация. Глия мозга также имеет заряд клеток мембран. Динамика за­ряда мембраны нейронов, глии, процессы, происходящие в синапсах, ден­дритах, аксонном холмике, в аксоне — все это постоянно изменяющиеся, разнообразные по интенсивности, скорости процессы, интегральные ха­рактеристики которых зависят от функционального состояния нервной структуры и суммарно определяют ее электрические показатели. Если эти показатели регистрируются через микроэлсктроды, то они отражают ак-

2

Рис. 3.6. Основные ритмы электроэнцефалограммы.

1 альфа-ритм; 2 — бе­та-ритм, 3 — тета-ритм; 4 — дельта-ритм.

тивность локального (до 100 мкм в диаметре) участка мозга и называются фокальной активностью.

В случае, если электрод располагается в подкорковой структуре, регист­рируемая через него активность называется субкортикограммой; если электрод находится в коре мозга — кортикограммой. Наконец, если элект­род помещен на поверхность кожи головы, то регистрируется суммарная активность как коры, так и подкорковых структур. Это проявление актив­ности называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ) (рис. 3.6).

Все виды активности мозга в динамике подвержены усилению и ослаб­лению и сопровождаются определенными ритмами электрических колеба­ний. У человека в покое при отсутствии внешних раздражении преоблада­ют медленные ритмы изменения состояния коры мозга, что на ЭЭГ нахо­дит отражение в форме так называемого альфа-ритма, частота колебаний которого составляет 8—13 в I с, а амплитуда — приблизительно 50 мкВ.

Переход человека к активной деятельности приводит к смене аль­фа-ритма на более быстрый бета-ритм, имеющий частоту колебаний 14—30 в 1 с, амплитуда которых составляет 25 мкВ. Переход от состояния покоя к состоянию сосредоточенного внимания или ко сну сопровождает­ся развитием более медленного тета-ритма (4—8 колебаний в 1 с) или де­льта-ритма (0,5—3,5 колебаний в 1 с). Амплитуда медленных ритмов со­ставляет 100—300 мкВ (см. рис. 3.6).

Когда на фоне покоя или другого состояния предъявляется новое быст­рое нарастающее раздражение, на ЭЭГ регистрируются так называемые вызванные потенциалы (ВП) — синхронная реакция множества нейронов данной зоны коры. Латентный период, амплитуда ВП зависят от интен­сивности наносимого раздражения. Компоненты ВП, количество и харак­тер его колебаний зависят от адекватности стимула относительно зоны ре­гистрации ВП. ВП может состоять только из первичного или из первично­го и вторичного ответов. Первичные ответы представляют собой двухфаз­ные позитивно-негативные колебания. Они регистрируются в первичных зонах коры анализатора и только при адекватном для данного анализатора стимуле. Например, зрительная стимуляция для первичной зрительной коры (поле 17) является адекватной. Первичные ответы характеризуются коротким латентным периодом (ЛП), двухфазностью колебания: вначале положительная, затем отрицательная. Первичный ответ формируется за счет кратковременной синхронизации активности близлежащих нейронов.

Вторичные ответы более вариабельны по ЛП, длительности, амплитуде, чем первичные. Как правило, вторичные ответы чаще возникают на сиг­налы, имеющие определенную смысловую нагрузку, на адекватные для данного анализатора стимулы; они хорошо формируются при обучении.

Сверхмедленные биоэлектрические явления. С поверхности мозга регист­рируются также постоянный потенциал и сверхмедленные колебания по­тенциалов. Постоянный потенциал определяется уровнем поляризации прилежащих к электроду образований мозга. Определенный вклад в поля­ризацию коры головного мозга вносит гематоэнцефалический барьер. Из­менения метаболизма этих образований приводят к сверхмедленным коле­баниям потенциала с периодами колебаний в секундах, декасекундах и минутах. Потенциалы, отводимые с кожи головы, отражают постоянный потенциал больших полушарий головного мозга.