Введение к работе
Актуальность темы
" Мы до сих пор не располагаем никакими данными о сознании или способности мыслить...",- рассуждал в своем труде " De anima " Аристотель. И до настоящего времени многие аспекты функционирования головного мозга не только в нормальных физиологических условиях, но и тем более в условиях проведения анестезиологического пособия остаются малоизученными. В литературе имеются единичные сообщения о мозговом функционировании, состоянии и динамике процессов в высших отделах мозга, отвечающих за реализацию сознания (Д.О. Свирин 1998; Jonsson et all., 1997).
Сознание и человеческая индивидуальность формируются суммой отраженных функций в моторной, сенсорной и психической сферах, регуляция которых осуществляется зеркально расположенными и асимметричными структурами мозга. Совместная работа функционально асимметричных мозговых гемисфер, имеющих «горизонтальный» контур регулирования (Б.Г. Ананьев, 1976), обеспечивает проявление всей совокупности психических функций (Л.Я. Балонов, В.Л. Деглин, 1986; Beaumont, 1978). Это было подтверждено многими исследователями с позиций функциональных (Sperry , 1966), анатомических (Geshwind, Lewitsky, 1968), структурных ( Le May, 1978) и биохимических (Hughes et al., 1980) связей, объединяющих оба полушария.
Основным философским законом, пронизывающим всю человеческую деятельность и науку является закон единства и борьбы противоположностей, проявлеішем которого вполне можно считать симметрию и асимметрию природных проявлений.
Принципиальное значение положению симметрии-асимметрии придавали Л. Пастер, П. Кюри. Использование этого же принципа нашло широкое отражение в исследованиях физики (Д.И. Блохинцев, 1970), химии (Е.И. Клабуновский, 1960), математике (Weil, 1968), биологии (Watson,Crick, 1968) и в медицине (Н.Н. Брагина, Т.А. Доброхотова, 1988). Установлена неодинаковая чувствительность правого и левого отделов мозга к нейролептикам (Waziri, 1980), психотропным средствам (Я.Б. Максимович и соавт., 1985) и к действию алкоголя (Э.А. Костандов и соавт. 1981). Проявления сознания в их связи с асимметрией мозговых функций до настоящего времени не исследовались.
Наиболее часто смена состояния сознания происходит при операциях под анестезией, арсенал средств для которой содержит высоко нейроактивные препараты, способные не только изменить сознание, вплоть до его разрушения, но и повлечет за собой гибель организма. Вот почему, в частости в США, создан международный комитет по предотвращению анестезиологических осложнений и смертности и улучшению мер безопасности для больного во время анестезии (Купер, 19991).
В настоящее время широкое использование и применение этих и подобных средств стало возможным не только для гуманных медицинских (Silber, 1992) и анестезиологических целей (морфин, кетамин, сибазон и др.), но и приобретает особое значение в военных, экстремальных и чрезвычайных ситуациях, а также в связи с возникшей проблемой наркомании и ее видов. Поэтому знание интимных механизмов и закономерностей функционирования мозга в этих условиях чрезвычайно актуально и разнопланово.
Существующие приемы широко используемые для характеристики состояний сознания мозга, не в полной мере отражают интимные механизмы функционирования, не охватывают всю многогранность проявлений его деятельности. Это приводит к тому, что анестезиологи не имеют достаточной теоретической базы и в своей повседневной практической работе вынуждены воздействовать на сознание эмпирически подобранными способами, при крайне ограниченных представлениях о сущности происходящих процессов, что подчас сопровождается трагическими последствиями.
Поэтому, изучение деятельности мозга, являющейся синтетической областью знаний с системных позиций и принципов, используемых в современной клинической медицине и нейроведении чрезвычайно актуально. Пополнение сведений о механизмах изменения сознания человека в различных ситуациях, в том числе во время общей анестезии, продолжают нуждаться в дальнейшем изучении и разработке.
Цель исследования:
Выявить основу и связь изменения сознания человека при анестезии с явлениями функциональной асимметрии мозга, обосновать и сформировать на этой основе новое научное представление о механизмах функционирования мозга во время наркоза, а также предложить объективную методику контроля адекватности изменения сознания.
Задачи исследования:
1. Обобщить современные теоретические данные и результаты о нейрофункционировании мозга для определения его возможной структурной и функциональной основы, реализующей человеческое
сознание.
-
Установить связь и механизм изменения сознания человека с явлением функциональной неравнозначности и асимметрии функций мозга.
-
Проследить и юучить особенности состояний сознания до наркоза и во время изменения сознания при анестезии, опираясь на принцип функциональной неравнозначности и асимметрии функций головного мозга человека.
-
Исследовать с помощью компьютерных систем картирования основные электрические и энергозависимые процессы в асимметричной мозговой системе, реализующей сознание, определив при этом динамику происходящих изменений при анестезии.
-
Предложить логичную теоретическую модель изменений сознания при анестезии, опирающуюся на установленные фактах.
-
Разработать методы количественной, шдашидуальной оценки типологических особенностей личности и объективизировать методику контроля глубины и адекватности анестезии.
Научная новизна и теоретическая значимость работы :
Многоуровневый скрининг и последующий мониторинг исследования механизмов изменения сознания позволил подвести обоснованную обобщенную теоретическую базу к субстрату, реализующему человеческое сознание на функциональном уровне.
Впервые динамически прослежены целостные биоэлектрические и энергозависимые процессы при переходе сознания из ясного состояния и бодрствования в наркоз, установлены и документированы временные характеристики функциональной динамики мозговых процессов утраты сознания.
Установлены закономерности изменения сознания, что расширяет теоретические представления о работе целостного мозга при дезинтеграции его деятельности в период общей анестезии, увеличивает ее безопасность и расширяет границы надежности при ее проведении.
Найдено решение научной проблемы, устанавливающее наличие единого унифицированного механизма изменения сознания при анестезии на функциональном уровне и описаны основные звенья этого явления.
Разработана новая теоретическая модель функционирования мозговых структур при общей анестезии. Использование знаний механизмов изменений которой при анестезии позволяет прогнозировать и
предупреждать возможные осложнения со стороны жизненно важных функций организма в периоды нестабильных режимов работы целостной системы мозга при изменении сознания.
Созданы предпосылки к систематизации подходов количественной оценки сознания и разработаны новые приемы регистрации его изменений у человека. Это определяет научную и практическую реальность внедрения аппаратных методов оценки адекватности анестезии.
Результаты исследований внесены в 1998 г. в Реестр выдающихся научных знаний Кембриджского библиографического общества.
Практическая ценность, внедрение результатов работы в практику
и ее апробация
-
Создана и практически доказана эффективность комплексной унифицированной методики расчета индивидуального профиля мозговой асимметрии, позволяющей производить оценку динамики уровня состояния сознания человеческого мозга.
-
На практике реализованы результаты теоретической концепции количественной оценки динамики изменения сознания, предложена и апробирована приоритетная формула расчета..
-
Установлены безопасные границы изменения профиля мозговой асимметрии при внутривенной анестезии, что создает предпосылки синтеза новой группы веществ, индивидуализирующих лечебное воздействие.
-
Внедрена технология расчета количественных показателей для оценки мозгового функционирования при изменении сознания, опираясь на известные диагностические методики и системы.
-
Впервые для оценки уровня сознания разработали и адаптировали:
A) методику определения индивидуального профиля асимметрии
человека с помощью тестов.
Б) методику компьютерной визуализации сенсорной асимметрии (зрительной и слуховой) с помощью вызванных потенциалов.
B) методику повременной и сверхбыстрой компьютерной оценки
спонтанной биоэлектрической активности головного мозга с эпохой анализа
до 8000 MS и окном разрешения от 10 до 400 MS.
Г) методику динамичной регистрации ЭЭГ с использованием спектрального анализа (срединной частоты мощности и спектральной частоты края) по основным длинам биоэлектрических волн в дельта (0,5-4,0 Гц), тета (4,0-7,0 Гц), альфа (7,0-12,0 Гц) и бета (12,0-15,5 Гц) диапазонах.
Д) методики общеклинического, лабораторного и аппаратного контроля состояния организма в инвазивных и неинвазивных формах, в зависимости от характера анестезии и операции.
Е) приоритетные методики количественного расчета коэффициентов асимметрии.
Реализация результатов работы
Результаты данной работы внедрены в практику повседневной работы анестезиологов и реаниматологов хирургических клиник Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова, Центра анестезиологии и реанимации Главного Военного Клинического госпиталя им. акад. Н.Н. Бурденко, Военно-клинического госпиталя Саратовского военно-медицинского института, в/ч 63632, клинической больницы №3 Саратовского медицинского университета, городской клинической больницы №2 г. Саратова..
Разработанная технология оценки сознания принята в качестве методических указаний по коррекции расстройств ЦНС в системе лечебных учреждений МВД РФ (Е.А. Войновский, А.Б Ченцов, 1997), основы для создания контрольных сложных систем слежения за работой операторов АСУ (ДСП).
По материалам работы Государственным комитетом по делам изобретений и открытий принята заявка на изобретение с приоритетом от 11.10. 1989 № 4749010 г «Способ оценки глубины вводной анестезии». Получен патент № 1796149 от 22.10.1992 г. «Способ определения адекватности вводной анестезии», оформлено 7 рационализаторских предложений.
Основные материалы исследования используются на лекциях и семинарах у студентов старших курсов, а также у слушателей последипломного образования на кафедре анестезиологии и реаниматологии Саратовского медицинского университета.
Апробация и публикации:
Результаты работы докладывались на заседаниях Саратовского областного научного общества анестезиологов-реаниматологов (1993, 1995, 1998, 1999) и физиологов и фармакологов (1998), Ассоциации анестезиологов Саратовской области( 1996,1997), Президиуме Поволжского отделения Международной академии энергоинформационных наук (1997, 1998). Материалы работы были удостоены Премии имени В. Вернадского на Всемирном научном фестивале «В будущее через прошлое», проходившем в г. Санкт-Петербург в январе 1998 г.
По материалам диссертации опубликовано 25 работ, оформлено и внедрено 7 рационализаторских предложений.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
-
Существует прямая множественная, квадратичная, корреляционная связь между изменениями индивидуального профиля асимметрии мозга и состоянием сознания.
-
Механизм изменения сознания реализуется на уровне функциональных систем головного мозга. Состояние ясного сознания определяет левый функциональный профиль асимметрии мозговой системы, а измененные состояния в период наркоза -правый функциональный профиль асимметрии этой же системы.
-
При реализации механизма изменения сознания, близкого к физиологическому, мозг может принимать особое «третье» (U.K. Анохин, 1975) состояние, ни бодрствование, ни сон - адаптивную инверсию.
-
Адаптивная инверсия определяет промежуточную стадию сознания в период анестезии при смене профиля асимметрии мозга с «левого» на «правый». Сознание в момент адаптивной инверсии принимает особую форму, характеризующуюся нарушениями памяти на текущие события (кратковременной памяти) при сохраненности ее основных долговременных энграмм (долговременной памяти) и сопровождающееся нестабильностью физиологических режимов основных систем жизнеобеспечения организма.
-
Разработанная технология определения коэффициента индивидуального профиля асимметрии мозга позволяет динамически отслеживать уровень изменения сознания при анестезии.
-
Новые доказательства перехода состояния мозга от ясного бодрствования к анестезиологическому сну, опирающиеся на документированные подтверждения карт компьютерного мозгового мониторинга, с зарегистрированными временными и биоэлектрическими величинами.
-
Новая теория механизма изменения состояния сознания при наркозе на функциональном уровне.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, обзора литературы (две главы), главы материалов и методов исследования, пяти глав собственных исследований, обсуждения результатов, вьшодов, практических рекомендаций и списка
используемой литературы. Работа иллюстрирована 22 таблицами, 24 рисунками, 1 диаграммой.
