Тема 48: торможение в высшей нервной деятельности. Электроэнцефалография

Мотивация изучения темы. Процесс торможения в высшей нервной деятельности уравновешивает возбуждение и в совокупности с ним обеспечивает координированную работу всех отделов ЦНС, включая кору полушарий большого мозга. Метод электроэнцефалографии позволяет оценивать функциональное состояние мозга по показателям его биоэлектрической активности.

Цели занятия

Общая цель: изучение темы направлено на формирование профессиональных компетенций ПК-6, ПК-12, ПК-16, ПК-32 по ФГОС специальности «лечебное дело».

Конкретные цели и задачи:

В результате изучения темы студенты должны:

Знать: нейрофизиологические механизмы безусловного и условного торможения; частотно-амплитудные характеристики и функциональное значение основных ритмов ЭЭГ.

Уметь: объяснять основные закономерности реализации торможения в ВНД в ходе решения ситуационных задач; самостоятельно работать с научной, справочной и учебно-методической литературой; решать тестовые задания, готовить научные сообщения.

Владеть: методикой оценки электроэнцефалограммы (определять ритм активности мозга); базовыми технологиями преобразования информации, поиском информации в сети интернет и физиологическим понятийным аппаратом.

 

Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию:

Вопросы для самоподготовки

1. Безусловное торможение, его проявление и значение. Внешнее торможение. Гаснущий и негаснущий тормоз.

2. Запредельное торможение, его проявление и значение.

3. Условное (внутреннее торможение), его виды: угасательное, дифференцировочное, запаздывательное и условный тормоз; их проявление и значение.

4. Динамика образования условного рефлекса; стадии афферентной и эф­ферентной генерализации и специализации.

5. Иррадиация, концентрация и взаимная индукция процессов возбуждения и торможения.

6. Аналитико-синтетическая деятельность коры больших полушарий. Динамический стереотип, его значение.

7. Условнорефлекторное переключение.

8. Методика наложения электродов при регистрации электроэнцефалограммы по Г. Джасперу.

9. Основные параметры ЭЭГ, их определение.

10. Ритмы активности ЭЭГ, их характеристика.

11. Классификация типов ЭЭГ.

12. Этапы регистрации ЭЭГ. Система описания ЭЭГ.

13. Возрастные особенности ЭЭГ человека.

Задания для СРС во внеучебное время (домашнее задание)

1. Нарисуйте схему развития внешнего торможения (рис. 308[1]).

2. Нарисуйте схему развития запредельного торможения (рис. 309).

3. Нарисуйте схему развития внутреннего торможения в результате неподкрепления и отставания подкрепления (рис. 305, 306).

4. Составить таблицу с указанием амплитудных и частотных показателей основных ритмов ЭЭГ.

Задания для самоконтроля подготовки к практическому занятию

1. В чем значение запредельного торможения?

2. В каких случаях угасает условный рефлекс?

3. Как можно выработать "условный тормоз"?

4. В чем проявляется внешнее торможение?

5. Что называется гаснущим и негаснущим тормозом?

6. Как можно выработать дифференцировочное торможение?

7. Какие ситуации вызывают перенапряжение тормозного процесса в высшей нервной деятельности?

8. В чём заключается анализ ЭЭГ?

9. Какие параметры ЭЭГ являются наиболее устойчивыми?

10. К какому возрасту формируются индивидуальные особенности ЭЭГ?

11. Какие характеристики ЭЭГ наследуются?

12. Перечислите причины, обуславливающие изменчивость ЭЭГ человека?

13. В чём проявляются изменения ЭЭГ человека после 50 лет?

14. Какой тип ЭЭГ указывает на оптимальное функциональное состояние организма?

Этапы проведения практического занятия:

№ п/п	Название этапа	Цель этапа	Время
I. Вводная часть занятия	5-10 %
81.	Организация занятия	Мобилизовать внимание студентов на данное занятие	2 мин
82.	Определение темы, мотивации, цели, задач занятия	Раскрыть практическую значимость занятия в системе подготовки к профессиональной деятельности, сформировать мотив и, как следствие, активизировать познавательную деятельность студентов	3 мин
II. Основная часть занятия	80-98 %
83.	Контроль исходных знаний, умений и навыков	Проверка готовности студентов к занятию, выявление исходного уровня знаний, умений и навыков	30 мин
84.	Общие и индивидуальные задания на СРС в учебное время	Дифференцированное ориентирование студентов к предстоящей самостоятельной их работе	5 мин
85.	Демонстрация методики	Показать ориентировочную основу действия (ООД)	3 мин
86.	Управляемая СРС в учебное время	Овладение необходимыми общекультурными, профессиональными компетенциями, исходя из конкретных целей занятия	22 мин
87.	Оценка результатов СРС	Контроль результатов обучения и оценка с помощью дескрипторов	5 мин
88.	Итоговый контроль	Оценивание индивидуальных достижений студента, выявление индивидуальных и типичных ошибок и их корректировка	15 мин
III. Заключительная часть занятия	5-10 %
89.	Подведение итогов занятия	Оценка деятельности студентов, определение достижения цели занятия. Преподаватель анализирует работу каждого студента. Подводит итоги занятия, делает выводы, определяет выполнение учебно-воспитательных целей, а также общий уровень подготовки студентов к занятию. Объявляет оценки студентам, отмечает хорошо и слабо подготовленных студентов, отвечает на вопросы.	3 мин
90.	Общие и индивидуальные задания на СРС во внеучебное время	Указание на самоподготовку студентов, ее содержание и характер	2 мин

Ориентировочная основа действия (ООД) по проведению практического занятия

Задание 1. Определение способности мозга к выработке условного тормоза

Работа проводится с таблицами В. Я. Анфимова.

1. Испытуемому дается инструкция: "Просмотреть ряды букв, находить сочетание "СН" и зачеркивать его. Когда будет произнесено слово «черта», поставить между буквами черту. Работать надо быстро и точно".

2. Время работы 3 мин., оценка проводится каждую минуту (каждую минуту ставится черта).

3. Перерыв 5 мин.

4. Работа с новой инструкцией: "Просмотреть ряды букв, находить сочетание "СН" и, если перед ним не стоит "И", зачеркивать его. Когда будет произнесено слово «черта», поставить между буквами черту. Работать надо быстро и точно".

Время работы 3 мин., оценка проводится каждую минуту (каждую минуту ставится черта).

Показатель внимания оценивается по формуле:

 

ПВ = ^КЗ/_(КО+1),

 

где КЗ – количествко знаков, просмотренных за минуту, КО – количество ошибок.

 

Объем внимания оценивается по количеству просмотренных букв, концентрация – по количеству сделанных ошибок.

По количеству правильно зачеркнутых букв устанавливают степень устойчивости внимания. Распределение ошибок по всему листу указывает на колебания внимания: если число ошибок заметно нарастает к концу опыта, это говорит об ослаблении внимания в связи с утомлением. Если ошибки распределяются по всему листу, то это говорит об общем ослаблении внимания и снижении работоспособности. Иногда ошибки бывают группами, чередуясь с хорошим выполнением задания, иногда пропускают целую строчку.

Методику можно также использовать для исследования распределения и переключаемости внимания.

 

Задание 2. Определение способности мозга к выработке дифференцировочного торможения

Используются таблицы А. Г. Иванова-Смоленского.

Вариант 1. Испытуемому дается инструкция: "Просмотреть ряды букв, сочетание "ЕАИ" зачеркивать, а сочетание "ИНН" - подчеркивать. Когда будет произнесено слово «черта», поставить между буквами черту. Работать надо быстро и точно".

Вариант 2. Испытуемому дается инструкция: "Просмотреть ряды букв, сочетание "ЕАИ" зачеркивать, а сочетание "ИАЕ" - подчеркивать. Когда будет произнесено слово «черта», поставить между буквами черту. Работать надо быстро и точно".

Время работы 4 мин., оценка проводится каждую минуту (каждую минуту ставится черта).

 

Задание 3. Знакомство с методикой регистрации ЭЭГ и системой ее описания

Оборудование: электроэнцефалограф, комплект электродов, шлем для установки электродов, электродная паста, спирт для обезжиривания, пинцет, вата, набор электроэнцефалограмм.

Ход работы: Для регистрации ЭЭГ применяется схема расположения электродов, предложенная Г. Джаспером в 1958 г., известная как система «10х20» и рекомендованная Международной федерацией обществ электроэнцефалографии и клинической нейрофизиологии.

 

1. Подготовка обследуемого. Обследуемому измеряют расстояние по сагиттальной линии от носовой впадины (nasion) до затылочного бугра (inion) и во фронтальной плоскости через вертекс (верхушка черепа) расстояние между наружными слуховыми проходами (биаурикулярное) с помощью сантиметра. Каждая из этих величин принимается за 100%. Обследуемому надевают на голову специальный шлем.

 

2. Установка электродов. В точкахналожения электродов волосы раздвигаются, и кожа тщательно протирается спиртом, на металлическую часть электрода кладут ватный тампон, смоченный электродной пастой, приложенный к коже головы электрод закрепляется при помощи резинового шлема. На каждой из линий (nasion-inion и биаурикулярной) на расстоянии, равном 10% от соответствующих полюсов (nasion, inion, оба ушных прохода), устанавливают, соответственно, нижний лобный (Fр), затылочный (О) и нижние височные (Т₃ и Т₄₎ электроды: Затем на обеих линиях откладывают расстояния, равные 20%, по сагиттальной линии устанавливают электроды:F_z,C_z и Р _z, а по биаурикулярной линии: С₃, С_z и С₄.Через точки Т_3,С₃ , С₄ и Т₄ от inion и nаsion проводят линии и по ним располагают остальные электроды: Р₃ Р₄ , Т₅, Т₆, F₃, F₄, F₇ , F₈ , F_р и F_рz.На мочке ушей (или над сосцевидными отростками) помещают референтные (индифферентные) электроды, обозначаемые, соответственно, R₁ и R₂. Буквенные символы обозначают области мозга и ориентиры на голове: О-occipitalis, C-centralis, F-frontflis, A-auricularis, T-temporalis. Нечетные цифровые индексы соответствуют электродам над левым, а четные - правым полушариями головного мозга.

Можно использовать упрощенную схему расположения электродов (рис.1).

Она заключается в следующем: от носовой впадины отмеряют 30% расстояния nasion-inion (рис.1) и от этой точки вправо и влево по 20% биаурикулярного расстояния - локализация точек регистрации F_3. и F₄. В них отражаются биоэлектрические процессы лобной области коры больших полушарий, связанной с высшими анализаторами и управляющими функциями мозга. Затем, от затылочного бугра отмеряют расстояние, равное 10% от «nasion-inion»,а вправо и влево по 10% от биаурикулярного расстояния и устанавливают электроды О₁и О₂ . «Затылочные» электроды отражают суммарную активность затылочной области коры больших полушарий мозга, в первую очередь- вторичных и третичных полей зрительного анализатора. На мочках ушей размещают референтные электроды (А₁ и А₂), которые объединены и вставляются в гнездо референтного электрода. Схема регистрации ЭЭГ предполагает наличие электрода заземления, который устанавливается на лбу обследуемого.

Nasion

F₃ 40% F₄

10%

vertex

O₁ 20% O₂

		30%

inion

Рис.1.Упрощенная схема расположения ЭЭГ электродов (10х20).

3. Обследуемый располагается в удобной позе, сидя в кресле в затемненной комнате. В случае неудобной позы мышечные артефакты могут значительно исказить запись. Особое внимание следует обратить на спокойное, удобное положение головы, так как напряжение шейных мышц вызывает заметные помехи при записи биопотенциалов. Во время регистрации ЭЭГ не следует совершать движения ногами или руками, головой, мимической мускулатурой, языком (не морщить лоб, не улыбаться, не глотать). Включение электропитания электроэнцефалографа проводится до подсоединения обследуемого. Условием качественной регистрации ЭЭГ является межэлектродное сопротивление, которое в паре активный- референтный электрод не должно превышать 10-15кОм. После подсоединения электродов к электроэнцефалографу проверяется сопротивление. Для этого на коммутационном блоке вращающей рукояткой устанавливают поочередно требуемые номера электродов и нажимают кнопку проверки сопротивления (каждый раз- это номер из пары электродов). В случае, если загорается индикатор красного цвета, следует снять данный электрод, заново протереть кожу под ним спиртом, наложить новую электродную пасту и поставить электрод на место. Если загорается зеленый индикатор – считается, что сопротивление оптимально для регистрации ЭЭГ. Загорание желтого индикатора говорит о некотором превышении подэлектродного сопротивления по сравнению с допустимым. В этом случае следует проверить качество установки одного из пары электродов, прочность их прилегания к коже головы, проверить смоченность электродной пастой ватного тампона.

1. По команде обследуемый закрывает глаза. Через несколько секунд после этого электроэнцефалограф включают на регистрацию. Регистрацию ЭЭГ при закрытых глазах ведут в течение 20-30 секунд, после чего испытуемому дается команда открыть глаза и зафиксировать взгляд на какой-нибудь точке. Регистрация ЭЭГ при открытых глазах испытуемого ведется на протяжении 10-20 секунд. В ходе обследования желательно повторение нескольких циклов «открытые-закрытые глаза».

2. После окончания регистрации перья самописца блокируются, и выключается прогон бумаги. Электроэнцефалограф отключается от сети. После удаления электродов с головы испытуемого места их прилегания к коже протираются спиртом для удаления остатков электродной пасты.

3. При визуальном анализе ЭЭГ студенты знакомятся с характерными чертами ритмов активности, дыхательными, мышечными и глазодвигательными артефактами, региональными особенностями распределениями ЭЭГ. Отмечаются особенности ЭЭГ при открытых и закрытых глазах.

4. Завершающим этапом работы является визуальный анализ ЭЭГ и определения ее параметров. Анализируются участки ЭЭГ, наиболее характерные для данного человека в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами.

Результатом классификации является присвоение образцу ЭЭГ некоторого шифра, предоставленного сочетанием параметров биоэлектрической активности, которые и определяют тип, группу и степень нормальности ЭЭГ(см. пример ниже)

Система описания ЭЭГ к таблице (Таблица 1):

Параметры ЭЭГ и сочетание их градаций:

1. Главная компонента

1.1 – бета-активность

1.2 – альфа-активность

1.3 - тэта-активность

1.4 - дельта-активность

1.5 смесь разных компонентов

2. Амплитуда главной компоненты

2.1. – очень низкая (10-15 мкВ)

2.2. – низкая (до 20-25 мкВ)

2.3. – средняя (до 40-45 мкВ)

2.4. – высокая (до 75-80 мкВ)

2.5. – очень высокая

3. Характеристика альфа-активности

3.1. – нет

3.2. – мало, низкий индекс (до 20 %; одиночные волны, малочисленные группы)

3.3. – регулярная по частоте, четко модулированная по амплитуде, гладкие волны

3.4. - регулярная по частоте, модуляции по амплитуде отсутствуют или почти отсутствуют

3.5. – слегка дезорганизованная (недостаточно постоянная по частоте или недостаточно четко модулированная)

3.6. – значительно дезорганизованная альфа-активность (непостоянство частоты, нечеткость модуляций, заостренная форма волн).

4. Зональные различия

4.1. – хорошо выражены по альфа-активности

4.2. – сглажены по альфа-активности

4.3. – нет различий или они извращены по альфа-активности

4.4. – нет различий при главной активности бета-, тета- или дельта-ритма частот или смешанной активности

5. Наличие бета-активности низкой частоты (14-25 в секунду)

5.1 – нет

5.2 - мало (одиночные волны или группы волн)

5.3 - много (индекс по всем областям достигает 30-40 %)

5.4 - очень много (индекс до 50 % и больше)

6. Характеристика тета- и дельта-активности

6.1 – нет

6.2 - одиночные волны, группы волн с низким индексом и с амплитудой, меньшей, чем у доминирующей альфа- и бета-активности

6.3 - то же, но с амплитудой больше или равной главной

6.4 - обильная дельта- и тета-активность с индексом 30-50% и больше, с амплитудой меньше, чем у главной компоненты

6.5 – то же, но с амплитудой большей или равной, чем у главной активности.

Краткое содержание

Электроэнцефалография (ЭЭГ)- метод регистрации суммарной электрической активности (биопотенциалов) клеток полушарий головного мозга через неповрежденные покровы головы, позволяющий судить о его физиологической зрелости, функциональном состоянии, наличии очаговых поражений, общемозговых расстройствах и их характере. Генетическая обусловленность ЭЭГ-характеристик человека подтверждается тем, что индивидуальные особенности электрической активности мозга человека чрезвычайно устойчивы. Они формируются к 20- 25 годам и остаются стабильными на протяжении длительного времени. Это касается как частотно-амплитудных характеристик ЭЭГ, так и особенностей их временной и пространственной организации. Деструктивные изменения в ЭЭГ начинают проявляться в пожилом возрасте и связаны с процессом старения организма.

Одна из последних классификаций типов ЭЭГ предложена Е.А. Жирмунской и В.С. Лосевым (1984г.). Авторы выделили 5 типов и 17 групп ЭЭГ-активности, которые не исчерпывают все богатство ЭЭГ- феноменов, а фиксируют лишь одну из наиболее важных характеристик- степень и характер организации целостного паттерна ЭЭГ. Предложенная классификация используется не только с целью выделения наиболее устойчивых особенностей организации биоэлектрической активности центральной нервной системы, но и для оценки возможных нарушений в ее деятельности. Выделенные устойчивые биоэлектрические феномены могут иметь отношение к определению общих свойств человека, определяющих его психологические, личностные особенности. Выявление признаков грубых нарушений ЭЭГ является очень тревожным сигналом, определяющим обязательность консультации у врача-психоневролога.

При анализе электроэнцефалограммы учитывают частоту, амплитуду, форму и длительность биоэлектрических колебаний. По этим параметрам в ЭЭГ человека можно выделить ряд ритмов активности. У взрослого человека в состоянии покоя и при отсутствии внешних раздражений (особенно при закрытых глазах в затемненном помещении) преобладают регулярные волны с частотой 8- 13Гц и амплитудой до 100мкВ. Они называются альфа - ритмом, являющимся основным «ритмом спокойного бодрствования» человека. Этот ритм лучше всего выражен в затылочных отделах, по направлению к лобным он замещается более высокочастотной и низкоамплитудной активностью.

При переходе человека от состояния покоя к деятельности (восприятие сенсорных сигналов, эмоциональное реагирование, умственная работа и т.д.) альфа-ритм сменяется бета - ритмом: частыми (14-30гц) низкоамплитудными (до 25мкВ) колебаниями. Это явление называется реакцией десинхронизации ЭЭГ.

Если человек из состояния покоя переходит ко сну, то в его ЭЭГ появляются медленные и высокоамплитудные волны: тета (4-7Гц) и дельта диапазонов (0,5-3Гц). Амплитуда этих медленных ритмов варьирует от 100 до 300мкВ. В норме для ЭЭГ бодрствующего взрослого человека тета-и дельта-ритмы не характерны. Тета-ритм сопровождает доминантные состояния в том числе, возникающие на фоне эмоциональных реакций.

Процесс активации нервной системы, связанный с уровнем поведенческой активности человека, его уровнем бодрствования, сопровождается снижением локальной синхронизации биопотенциалов мозга - уменьшением амплитуды и увеличением частоты колебаний. Чем ниже уровень активности, тем выше амплитуда и ниже частота колебаний, растет локальная синхронизация биопотенциалов мозга.

Характеристика типов ЭЭГ

Тип 1 организованный (во времени и пространстве). Основной компонент ЭЭГ – альфа-ритм, характеризирующий высокой степенью регулярности, достаточно хорошей модулированностью по амплитуде или слабо измененным амплитудным градиентом по областям.

Тип 2 гиперсинхронный (умеренно нарушенный). Чрезмерно регулярная альфа-, бета- и тета-активность при потере региональных различий.

Тип 3 десинхронизированный (умеренно измененный). Характеризуется почти полным исчезновением или значительным снижением амплитуды альфа-волн, увеличением амплитуды и выраженности бета-колебаний или их отсутствием, наличием небольшого количества медленных волн. Амплитуда всех ЭЭГ-колебаний очень незначительна.

Тип 4 дезорганизованный (значительно нарушенный). Выраженная, но недостаточно регулярная по частоте или дезорганизованная высокоамплитудная альфа-активность, иногда доминирующая по всем областям. Бета-активность усилена по амплитуде, часто представлена низкочастотными колебаниями. Могут присутствовать дельта- и/или тета-волны достаточно высокой амплитуды.

Тип 5 дезорганизованный, с преобладанием тета- и/или дельта-активности (грубо нарушенный). Характеризуется незначительной выраженностью альфа-активности. Регистрируются либо отдельные дельта-, тета- и бета-колебания, либо дельта- и/или тета-ритм. Амплитуда ЭЭГ-колебаний либо не отличается от нормы, либо высокая.

Таблица № 1

Типы ЭЭГ человека

Тип	Группа	Параметры ЭЭГ и сочетания их градаций
			2,3,4,5	3, 5	1, 2	1, 2
		2,3,4,5	3,4,5	1, 2	1, 2	2, 3
			2,3,4,5	3, 4		1, 2	1, 2
		2,3,4,5			1, 2	1, 2
		2,3,4	1, 2		1, 2
		1,2,3	1, 2		3, 4	1, 2
			1, 2,3			1, 2
		1, 2	1, 2		1,2,3	2,3,4,5
						1,2,3	1,2,3
		2,3,4,5	3, 5	2, 3	3, 4	1,2,3
		2,3,4,5		2, 3	1, 2	4, 5
		3,4,5		2, 3	1, 2	2,3,4,5
		3,4,5		2, 3	3, 4	2,3,4,5
						1,2,3	4, 5
		4, 5	1, 2		3, 4	4, 5
		4, 5	1, 2		1, 2
		4,5	1, 2		1, 2

Таблица № 2 Степень нарушений ЦНС по группам ЭЭГ

Степень нарушения	Группа
Отсутствие нарушений - норма
Легкая	2,3,6,7,8
Умеренная	2,3,4,5,6,8,9,10,11
Значительная	5,6,8,10,11,12,13,14
Грубая	13,14,15,16
Очень грубая

Используя условия для классификации (Таблица № 1, Таблица № 2) производится классификация ЭЭГ, принимается решение о типе ЭЭГ и о степени ее «нормальности».

Наиболее оптимальным признается 1 тип (1группа) ЭЭГ, характерный для людей с нормальным уровнем регуляции центральной нервной системы, демонстрирующих хорошее функциональное состояние в условиях обследования. Второй и третий типы характеризует сниженный уровень адаптивных возможностей мозговых структур, возможно, это связано с нарушением в психо-эмоциональной сфере, с функциональным неоптимальным состоянием обследуемого, для них, в группах 2,3,6,7,8, - отмечается легкая степень мозговых нарушений.

Наиболее тревожным в отношении прогноза нарушений центральной нервной системы считается 4 и 5 типы ЭЭГ (группы 13-16, и, особенно 17), при их выявлении рекомендуется обратиться за консультацией к врачу-психоневрологу.

Выявленные «легкие» нарушения ЭЭГ могут носить функциональный характер, связанный с плохим самочувствием, усталостью, нервозным состоянием. Могут быть рекомендованы коррекция образа жизни, нормализация сна, отдых и т.д.

«Умеренные» нарушения ЭЭГ могут регистрироваться у лиц с более серьезными случаями психических расстройств, рекомендуется консультация у психолога, например – коррекционные мероприятия по нормализации социальной адаптации.

В случаях выявления «значительных» нарушений рекомендуется консультация у врача-психоневролога.

В итоговую таблицу заносится результат классификации – тип, группа и шифр ЭЭГ, записывается вывод о наличии и степени нарушения ЭЭГ обследуемого (легкая степень нарушения).

Пример описания ЭЭГ Д.А., юноши 18 лет.

Тип	Группа	Параметры ЭЭГ и сочетания их градаций

Тип ЭЭГ 1, группа 2

Шифр- 1.2; 2.3; 3.5; 4.1; 5.2; 6.3

Тип 1 организованный (во времени и пространстве). Основной компонент ЭЭГ – альфа-ритм, характеризующийся высокой степенью регулярности, достаточно хорошей модулированностью по амплитуде, хорошим или слабо измененным амплитудным градиентом по областям.

Основной ритм слегка дезорганизованный (3.5), одиночные и группы тета-волн с амплитудой больше или равной амплитуде основного ритма (6.3).

Легкая степень нарушения ЭЭГ (группа 2).

Выявленные легкие нарушения ЭЭГ могут носить функциональный характер, связанный с плохим самочувствием, усталостью, нервозным состоянием. Рекомендуется через 7-10 дней повторить обследование. В случае повтора заключения – рекомендуется обратиться за консультацией к психологу

Итоговая таблица

	Результат
Тип ЭЭГ
Группа
Шифр
Наличие и степень нарушений
Выводы

Генетическая обусловленность ЭЭГ – характеристик человека

Причины изменчивости ЭЭГ человека многочисленны. Среди них можно выделить три основные группы. Одна из них связана с изменчивостью афферентного потока, включая как внешние влияния на органы чувств, так и проприоцептивные, в том числе обусловленные текущими особенностями функционирования ЦНС. Это проявляется в неустойчивости амплитудных и частотных показателей ЭЭГ, в частности, доминирующего в бодрствовании альфа-ритма. Флуктуации имеют различные периоды (от нескольких сот миллисекунд до десятков секунд и минут), а отклонения отдельных параметров от их средних значений могут достигать сотен процентов. И все это в состоянии, которое достаточно стабильно по своим внешним проявлениям и характеризуется, например, как спокойное бодрствование.

Вторая группа причин связана с уровнем бодрствования и функциональным состоянием человека. Сон и бодрствование, утомление и состояние аффекта связаны с формированием специфического паттерна ЭЭГ – активности со своими спектральными и пространственно-временными особенностями.

Третья группа причин связана с индивидуальными особенностями ЭЭГ – характеристик человека, которые столь же специфичны, как рисунок кожной поверхности на пальцах рук. Индивидуальные различия иногда столь существенны, что превосходят флуктуации параметров у одного и того же человека в весьма далеких друг от друга состояниях (например, спокойное и активное бодрствование). Вследствие этого индивидуальным особенностям ЭЭГ уделяется значительное внимание.

Общий тип ЭЭГ, а также ее отдельные параметры (альфа-индекс, средняя частота и др.) у конкретного индивидуума характеризуется устойчивостью. Устойчивыми являются более общие параметры, такие как автокорреляционная функция в целом. Таким образом, ЭЭГ одного человека в стандартных условиях обследования меняется незначительно и является достаточно стабильным индивидуальным показателем, имеющим фундаментальное физиологическое значение (Бреже М., 1979)

Индивидуальные особенности электрической активности мозга человека формируются к 20-25 годам и остаются стабильными до 50 лет. С этого периода наблюдается перестройка спектра ЭЭГ, выражающаяся в уменьшении амплитуды и относительного количества альфа-ритма и нарастания количества бета- и тета-волн. Доминирующая частота колебаний после 60- 70 лет имеет тенденцию к снижению. Деструктивные изменения в ЭЭГ связаны с процессом старения организма. Отклонения от ЭЭГ спокойного бодрствования у лиц после 70 лет могут быть связаны с нарушением регуляции сна и бодрствования, так как в этом возрасте в дневное время часто наблюдается переход и на разные уровни сна.

Многие ЭЭГ - характеристики наследуются по законам генетики. Наиболее прямым методом, позволяющим экспериментально показать генетическую детерминацию индивидуальных особенностей ритмической активности мозга человека, является близнецовый метод. У близнецов полная идентичность характеристик ЭЭГ наблюдается в 85% случаев, а у дизиготных – лишь в 5%. Коэффициент наследуемости характеристик альфа-активности составляет 0,97. Наследуются региональные особенности его распределения по пространству мозга. При этом более жестко наследуются характеристики альфа-активности правого полушария, как менее подверженного изменениям в онтогенезе и связанного с филогенетическим более древними формами поведения, а также затылочных областей по сравнению с лобными.

Наследуются не только характеристики доминирующего в ЭЭГ бодрствования альфа-ритма, но и параметры медленной и быстрой активности, доминирующих в ЭЭГ спокойного бодрствования у определенной группы людей, суммарной мощности дельта- и тета-частот, значений модальных частот и диапазона изменчивости амплитуды всех основных ритмов ЭЭГ. Генетически обусловлено также отношение суммарной мощности медленных и быстрых ЭЭГ – частот.

Наследуются не только амплитудно-частотные характеристики ЭЭГ, но также относительная мощность отдельных ритмов и «профили» спектров мощности в целом. Наиболее стабильным является спектр ЭЭГ при отведении от центральных областей обоих полушарий. Более высокая стабильность отмечается у индивидов с выраженной альфа-активностью, на основании чего существует мнение о том, что индивидуальная специфичность ЭЭГ определяется, главным образом, параметрами альфа-активности. Наследуются и характеристики дистантной синхронизации биопотенциалов различных областей неокортекса, в частности, когерентность (синхронность) колебаний биопотенциалов различных областей и ее средний уровень. Наследуются до 57 % всех известных сегодня ЭЭГ – показателей, причем с возрастом индивидуальные особенности проявляются все более отчетливо.

Характеристики ЭЭГ и индивидуально-типологические свойства личности

Индивидуально-типологические свойства личности достаточно отчетливо проявляются в поведении и давно привлекают внимание психологов и психофизиологов. Однако даже после открытия спонтанной биоэлектрической активности мозга потребовалось определенное время, факты, прежде чем достаточно очевидная на первый взгляд мысль о взаимосвязи психического статуса личности и физиологических процессов мозга была сформулирована достаточно отчетливо.

Тот факт, что люди с выраженным альфа-ритмом в ЭЭГ спокойного бодрствования по своим индивидуально-типологическим особенностям существенно отличаются от таковых «без альфа-ритма», последовательно отмечается в многочисленных экспериментальных исследованиях. Так, в 1957 году А.Маунд-Кастл отмечал, что активность как свойство личности отрицательно взаимосвязана с частотно-амплитудными характеристиками биопотенциалов мозга, а именно, с амплитудой альфа-ритма. Им же была продемонстрирована положительная связь показателя доминирующей частоты альфа-ритма с коэффициентом интеллектуальности(IQ). В последующих работах, напротив, отмечалась положительная связь между умственной активностью и амплитудой кортикального альфа-ритма, и отрицательная – с его частотой. В частности было показано, что успешность решения арифметических задач и задач, связанных со слежением, выше у лиц с доминированием в спектре низкочастотного альфа-ритма (с частотой 8-9 Гц), а эффективность творческой деятельности положительно взаимосвязана как с выраженностью в ЭЭГ покоя альфа-частот, так и реактивностью их амплитуды. На основании оценки степени доминирования в ЭЭГ альфа-колебаний предпринимаются попытки классификации лиц с преобладанием словестно-логического (II сигнальная система действительности по И.П. Павлову) или конкретно-образного (I сигнальная система) мышления.

Систематически исследуя электрическую активность мозга, Г. Уолтер выделил три группы людей: Р- с устойчивой альфа-активностью, R – с реактивным альфа-ритмом, М – с отсутствием заметного альфа-ритма даже в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами. Он утверждал, что для лиц первого типа (R) характерно наличие выраженного абстрактного мышления, а для лиц третьего типа (М) – предметного (в частности, образного).

Взаимосвязь между ЭЭГ и уровнем интеллектуальности, оцениваемым на основе IQ, исследовалась в целом ряде работ. В настоящее время в литературе преобладают сведения об отрицательной взаимосвязи между амплитудой (выраженностью) альфа-ритма ЭЭГ и такими свойствами личности, как творческое мышление, поведенческая активность и др. Положительная связь IQ продемонстрирована с выраженностью в ЭЭГ быстрого бета- ритма. Высокая умственная активность не характерна для лиц с высокой энергией медленных (дельта и тета) ритмов в ЭЭГ покоя. Напротив, высокие скоростные показатели реакции выбора при принятии решений характерны для лиц с относительно высокочастотным альфа- ритмом и со значительным преобладанием мощности альфа- ритма в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами по сравнению с открытыми. У лиц с повышенной психомоторной активностью в передних (лобных) отделах коры доминируют частоты ритма бета-2.

Положительная взаимосвязь высокого уровня поведенческой активности с десинхронизированным типом ЭЭГ, для которого характерна значительная выраженность бета- частот, отмечалось во многих работах. Напротив, для лиц со слабой нервной системой в электрической активности мозга показано преобладан