Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние метеорологических факторов на функционирование головного мозга 10
1.1. Современные представления о метеочувствительности 10
1.2. Воздействие компонентов погоды на церебральные функции 14
Глава 2. Организация и методы исследования 31
2.1. Организация исследования 31
2.2. Контингент обследуемых 31
2.3. Электроэнцефалография 32
2.6. Регистрация метеорологических параметров 37
2.7. Методы математической и статистической обработки результатов исследования 38
Глава 3. Метеочувствительность нормальных- церебральных процессов, регистрируемых на ЭЭГ человека 41
3.1. Амплитудный анализ метеочувствительности по ЭЭГ здорового человека 44
3.1.1. Амплитуда по отведениям 44
3.1.2. Амплитуда отдельных ритмов ЭЭГ 49
3.2. Спектрально-частотный анализ метеочувствительности по ЭЭГ здорового человека 56
3.2.1. Спектры и частоты по отведениям 56
3.2.2. Спектры и частоты по отдельным ритмам ЭЭГ 60
3.3. Периодометрический анализ метеочувствительности по ЭЭГ здорового человека 72
Глава 4. Метеочувствительность церебральных процессов, регистрируемых на ЭЭГ людей с неврологическими отклонениями 81
Обсуждение результатов исследования 96
Заключение 111
Выводы 112
Список литературы 115
Приложение
- Современные представления о метеочувствительности
- Организация исследования
- Амплитудный анализ метеочувствительности по ЭЭГ здорового человека
- Метеочувствительность церебральных процессов, регистрируемых на ЭЭГ людей с неврологическими отклонениями
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В начале третьего тысячелетия изучение экологии физиологических систем жизнеобеспечения лежит в русле основных направлений фундаментальных исследований (Распоряжение Президиума РАН от 22.01.2007;№10103-30, Приложение 1,п.6.2, 6.12).
Комплекс геофизических факторов, формируя базовые условия жизни на конкретной территории, выступает в качестве мощного двигателя адаптации (А.Д.Потапов, 2000; J.M.Amat-Roze, 1999) и в совокупности с живыми организмами обладает всеми признаками динамической относительно замкнутой системы, для которой характерно взаимодействие элементов (Т.А.Акимова, В.В.Хаскин, 1998; И.И.Гительзон, Г.М.Лисовский, 2005).
Несмотря на очевидность данного положения, реактивность организма к погоде долгое время традиционно рассматривалась как патологическое либо предпатологическое проявление (И.И.Григорьев, 1996; R.Duffi, 1983; PJ.Schluter, 1998 и др.). Вместе с тем, в литературе встречаются факты, доказывающие существование метеочувствительности, которая проявляется не как болезненный симптом. Физиологической метеочувствительностью обладают молодые и практически здоровые люди (С.Л.Мельникова и соавт., 1995). Это биометеорологическое свойство служит тренингом для организма (О.Н.Липовецкая и соавт., 1988), информационным звеном взаимодействия с внешней средой (Е.П.Гора, 2007), и способствует достижениям в разных сферах жизни (Э.Ростовска, 1995; О.О.Непронова, 2004). Естественные процессы, происходящие в атмосфере, могут выступать и в роли экопато генных факторов среды, вызывая метеопатию. Вместе с тем известно, что болезненной симптоматике предшествуют более тонкие сдвиги, субъективно не воспринимаемые и неосознаваемые на начальных этапах возникновения (Вай-сертрейгер А.С. и соавт., 2007). Такие сдвиги происходят в первую очередь на уровне психо-эмоциональной сферы, поведения (Силантьев А.Н., 2007) и требуют детального изучения на церебральном уровне. Факт усиления ме- теочувствительности по мере филогенетического усложнения поведенческой формы в пределах вида, а также ослабленная реактивность к погоде поведения человека по сравнению с крысой (М.Г.Водолажская и соавт., 2006, 2007) побудили нас к проведению исследований, направленных на расшифровку церебрального механизма феномена метеочувствительности человека по его. электроэнцефалограмме (ЭЭГ). Данные такого рода могли бы улучшить качество исследований в области нормальной физиологии, послужить теоретической основой для различных аспектов современной практической медицины: судебно-медицинской экспертизы, психотерапии, общей терапевтической практики.
В связи с указанным, проведено исследование влияния основных метеорологических элементов на различные нейродинамические процессы, регистрируемые на цифровой ЭЭГ человека.
Цель исследования - изучение биометеорологических свойств головного мозга человека по его ЭЭГ.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Выявить связь между нормальными нейродинамическими параметрами (амплитудой ритмов головного мозга, мощностью спектров, частотой спектров, величиной периодов ритмов ЭЭГ) и синхронными метеорологическими явлениями: направлением и скоростью ветра, атмосферным давлением, относительной влажностью, температурой окружающей среды.
Изучить функциональный вклад отдельных ритмов ЭЭГ в физиологический механизм церебральной метеочувствительности человека.
Исследовать биометеорологические особенности здорового мозга относительно: межполушарной неравнозначности; направленности корреляционных связей между параметрами ЭЭГ и погодой; степени выраженности нейродинамического процесса.
Оценить физиологический компонент реагирования на синхронные изменения погоды параметров ЭЭГ людей с неврологическими; и в целом установить физиологическую роль феномена церебральной метеочувствительности человека.
Научная новизна. Впервые установлены и проанализированы линейные и нелинейные связи между нормальными нейродинамическими параметрами человека (амплитудой ритмов головного мозга, мощностью спектров, частотой спектров, величине периодов ритмов ЭЭГ) и основными ординарными погодными явлениями: направлением и скоростью ветра, атмосферным давлением, относительной влажностью воздуха.
Новыми является ряд установленных закономерностей: 1) биометеорологические свойства ритмов ЭЭГ усиливаются по мере их учащения в ряду «Дельта - тета - альфа - бета»; 2) происходит гармоничное перераспределение реагирования обоих полушарий головного мозга человека на погодные изменения по мозаичному типу; 3) чем меньше фоновая выраженность ней-родинамического процесса, тем большую метеочувствительность проявляет данный процесс до определенного предела.
Впервые установлена типизация человека относительно его церебральных биометеорологических свойств. Показано, что физиологический компонент реагирования на изменения погоды параметров ЭЭГ людей с неврологическими отклонениями количественно соизмерим с таковым в здоровом мозге (с тенденцией к ослаблению), но имеет качественно иной характер, что выражается в перераспределении рейтинга биотропности погодных факторов. Получены новые доказательства физиологического, защитно-компенсаторного значения церебральных биометеорологических свойств, обеспечивающих, наряду с иными адаптивными возможностями, гармоничное приспособление работы мозга к окружающей среде, создающей условия для отсутствия субъективно-негативных ощущений погоды у здорового человека.
Научно-практическая значимость. Подтвержден принцип системности в функциональных взаимоотношениях организма со средой обитания. Упрочение связей между отдельными компонентами системы «Организм — окружающая среда» иллюстрируются на примере прогрессивно усиливающейся метеочувствительности в ряде отдельных ритмов ЭЭГ по направлению: «Из глубины мозга - к его конвекситальной поверхности». Установлен-
8 ные факты подчеркивают относительный характер замкнутости системы «Человек - среда обитания» и уточняют представления о роли человека в качестве метаболического звена данной экологической системы жизнеобеспечения.
Полученные данные представляют интерес с позиции охраны здоровья, учитывая распространенность метеопатологии и различного рода метеопатии. На ЭЭГ человека выявлено их изначально саногенетическое происхождение, принимая во внимание современные представления о том, что именно саногенные механизмы развития более всего уязвимы к факторам окружающей среды (Ф.И.Фурдуй и соавт., 2005). Кроме того, практическая значимость определяется методическим обоснованием необходимости внесения поправки на синхронные геофизические изменения в атмосфере при проведении нейрофизиологический обследований с целью исключения погодных артефактов.
Результаты исследования нашли применение в учебном процессе в Ставропольском государственном университете, на лечебном отделении в Карачаево-Черкесском медицинском колледже (г. Черкесск) при преподава-ншГкурса "нормальной анатомии и физиологии человека. Они включены в программу спецкурсов «Хронофизиология», «Учение о стрессе», «Экологическая физиология» и нашли отражение в курсах лекций по валеологии, экологии, экологии человека.
Основные положения, выносимые на защиту.
Церебральные процессы, регистрируемые на ЭЭГ человека, обладают тонкой физиологической метеочувствительностью, проявляющейся в нормальных и патологических условиях.
Биометеорологические свойства ритмов ЭЭГ человека усиливаются по мере их учащения в ряду «Дельта — тета - альфа — бета». Чем меньше фоновая выраженность нейродинамического процесса, тем острее его метеочувствительность до определенного предела.
Биометеорологические возможности головного мозга, при которых недостающий компонент одного процесса нейродинамически восполня-
9 ется функциональной составляющей другого, формируют разнона-правленность реакции на изменения окружающей среды и расширяют арсенал приспособительных возможностей целостного организма. Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на внутривузовских научно-практических конференциях («Университетская наука - региону», Ставрополь 2004-2007), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные аспекты жизнедеятельности человек на Севере» (Архангельск, 2006), Международной научно-практической конференции «Управление функциональными системами организма» (Ставрополь, 2006).
Диссертация выполнена в рамках Договора о сотрудничестве № 134 между Ставропольским государственным университетом и Ставропольским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды от 9 июня 2001 года.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, двух глав с изложением собственных результатов исследования, обсуждения результатов, заключения, выводов, приложений, библиографического указателя, включающего 283 отечественных и 70 иностранных источников. Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы и 17 рисунков.
Современные представления о метеочувствительности
Комплекс геофизических факторов образует фундаментальные условия жизни на конкретной территории и выступает в качестве мощного двигателя эволюционного и онтогенетического становления морфо-функциональных адаптации живого организма (Потапов А.Д., 2000). Но, несмотря на очевидность данного положения, реактивность организма к погоде долгое время традиционно рассматривалась как патологическое либо предпатологическое проявление (И.М.Никберг и соавт., 1986; И.И.Григорьев, 1988, 1993, 1996; О.А.Колосова, Г.Э.Миндлина, 1987; A.Baranovska, 1970; J.Matousek, V.Kveton, 1979; R.Duffi, 1983; P.J.Schluter, 1998 и др.). Кажущаяся неоспоримость такого утверждения заключается в субъективно болезненной симптоматике, регистрируемой клиницистами в ответ на резкие изменения погоды и некорректно квалифицируемой ими как метеочувствительность. Сравнительно давно исследуется влияние метеорологических факторов, начиная от патологических средечно-сосудистых реакций и вплоть до обострения гнойных воспалений в стоматологии (С.Г.Городовых, 1978; О.А.Миролюбова, 1985; М.А.Нуждина, 1998; Ю.В.Мандрыкин и соавт., 1999; J.Hansen, S.Pedersen, 1972; F.Hollwich, 1974; S.Malin, Srivastava В., 1979).
Все упомянутые сведения носят характер констатации, так как судят о реактивности к погоде лишь по внешним симптомам, причем довольно поздним, а значит - грубым, действительно дошедшим до патологической либо предпатологической стадии, и перешедшим за рамки физиологических адаптационных возможностей. Это породило искаженные представления о метеочувствительности и, соответственно, вызвало терминологическую путаницу. «Метеочувствительностью» неоправданно называют то явление, которое, на самом деле, является «метеопатией». Более того, на рекламных сайтах шлемов, шапочек, фармакологических препаратов, БАДов и т.п. нередко можно встретить призывы «бороться» с метеочувствительностью, в том числе - с метеочувствительностыо мозга. Поэтому широко известно ставшее уже «аксиоматичным» утверждение о том, что реактивностью к погоде чаще обладают пожилые люди, а также субъекты, страдающие хроническими заболеваниями в стадии декомпенсации.
Тем не менее, в последнее время в научной литературе встречаются факты, по ряду существенных параметров опровергающие данную «аксиому» (И.М.Моммадов и соавт., 2001; М.С.Лушнов, С.И.Сороко, 2002; О.О.Непронова, О.В.Русина, 2004; М.Г.Водолажская и соавт., 2005-2007; Силантьев А.Н., 2003, 2004,2007; Е.П.Гора Е.П., 2007 и др.).
Во-первых, метеочувствительность проявляется не как болезненный симптом. В случае же наличия симптоматики, данное свойство квалифицируют уже не как метеочувствительность, а как метеопатию (А.В.Мазурин, К.И.Григорьев, 1990) или как стрессовый ответ (С.И.Рапопорт и соавт., 1998). Во-вторых, физиологической метеочувствительностью с успехом обладают молодые и практически здоровые люди (Т.И.Андронова и соавт., 1982; С.Л.Мельникова и соавт., 1995). И, в-третьих, она имеет позитивное значение, служит своеобразным тренингом для организма (Р.Е.Мани, 86; О.Н.Липовецкая и соавт., 1988), является информационным звеном для взаимодействия организма с внешней средой (Е.П.Гора, 2007), и даже способствует достижениям в разных сферах жизни (Э.Ростовска, 1995; М.Г.Водолажская, О.О.Непронова, 2002,2004).
Известно, что болезненной симптоматике предшествуют более тонкие сдвиги, пока еще субъективно не воспринимаемые и неосознаваемые человеком. Такие Сдвиги происходят в первую очередь именно на уровне психо-эмоциональной сферы, поведения (Л.П.Ворсин, 2006; Вайсертрейгер А.С. и соавт., 2007). В полном соответствии с вышесказанным, установлено, что эта сфера обладает довольно тонкой метеореактивностью (Силантьев А.Н., 2003,2004,2007), принимая во внимание, что именно геофизическая обстановка эволюционно создала практически все изначальные формы адаптивного поведения (П.К.Анохин, 1968).
Наиболее детально изучено влияние чрезвычайных либо апериодических явлений природы (Г.М.Зараковский и соавт., 1992; С.И.Сороко, И.В.Леонов, 1992; Н.В.Васильев, 1992; С.Л.Мельников и соавт., 1995; Л.Г.Рувинова, Л.Е.Дерягина, 1997; В.А.Матюхин, А.Н.Разумов, 1999; Ушаков И.Б., Штемберг А.С, 2007). Хронофизиологами проводятся исследования роли периодических природных факторов в формировании поведенческих функций (J.Miura, M.Shimura, 1979; Н.А.Агаджанян, М.М.Горшков, 1984; Д.Брейди, 1984; В.А.Батурин, 1987; Ф.И.Комаров и соавт., 1994, 2000; В.Г.Сидякин, 1994; Н.А.Темурьянц, А.В.Шехоткин,1999; С.Л.Загускин, Л.Д.Загускина,1995; G.A.Ferreyra et al.,997; M.L.Garabette et al., 1997; Biological Clocks, 1998; М.Г.Водолажская, Э.Б.Арушанян, 2000; Г.Ф.Коротько, М.Г.Водолажская, 2003; Водолажская и соавт., 2006 а,б и др.).
Вместе с тем, сведений об ординарных каждодневных и неэкстремальных атмосферных влияниях на мозг в литературе недостаточно? Однако именно такие явления, называемые погодой, априори ни чуть не меньше сказываются на реализации поведения, а значит - на работе головного мозга, так как они присутствуют постоянно и являются важнейшей неотъемлемой частью окружающей действительности, а их количественные изменения, накапливаясь, приводят к скачкообразным катастрофическим сдвигам (М.Х.Шрага, Г.Н.Дегтева, 1996).
В нашей лаборатории М.Г.Водолажской, А.Н.Силантьевым и др. соавт. (2003-2007) установлено усиление физиологической метеочувствительности по мере филогенетического усложнения поведенческой формы. Показано, что врожденная активность, в том числе эмоциональность крыс в условиях свободного поведения в открытом поле, гетерохронно зависят от направления и скорость ветра, температуры и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, высоты нижней границы облачности. Для реализации метеотропных поведенческих реакций необходимо определенное сочетание и соотношение геофизических явлений. Эмоциональные проявления более, чем локомоторная и исследовательская активность, чувствительны к синхронным изменениям отдельных метеорологических элементов и их сочетаний. Выявлено, что наиболее обостренной чувствительностью к ординарным геофизическим колебаниям обладает та эмоциональная составляющая безусловно-рефлекторного поведения, которая в данный конкретный момент времени сложнее, энергетически дороже для организма и вызывает наибольшее напряжение.
Обобщенный биометеорологический подход, проведенный авторами, позволил установить, что в экспериментально смоделированном эволюционном ряду «1) врожденное поведение крыс — 2) простое приобретенное поведение крыс — 3) сложная аутохронометрическая активность крыс — 4) аутохронометрия человека» физиологическая метеочувствительность растет от первой - до третьей (но не до четвертой) ступени: метеочувствительность аутохронометрии крыс выше, чем метеочувствительность их условно-рефлекторного поведения в радиальном лабиринте и, тем более, выше - по сравнению с инстинктивной активностью. Столь прогрессивная филогенетическая динамика свидетельствует о высокой биологической значимости и адаптивной природе физиологической метеочувствительности. Однако человек (Homo sapience) менее, чем крыса (Rattus norvegicus), поведенчески восприимчив к ординарным геофизическим колебаниям, что объяснимо ослаблением его эндогенных способностей к реагированию на тонкие природные воздействия по мере усиления кортиколизации функций, направленной на совершенствование внешней защиты от воздействий окружающей среды.
Организация исследования
Церебральные процессы, регистрируемые на ЭЭГ человека, сопоставляли с помощью регрессионного и аппроксимационного анализов (принципы приведены ниже; п. 2.5) с синхронной метеосводкой, предоставленной Ставропольским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по Договору о сотрудничестве №134, заключенному между Ставропольским государственным университетом и Ставропольским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (от 9 июня 2001 г.) либо со сводкой погоды, любезно предоставленной Метеорологической станцией г. Черкесска - в зависимости от места ЭЭГ-обследования испытуемых. Всего было произведено 426 замеров, соответствующих общему числу испытуемых.
В обследовании приняли участия 426 человек. Из них в группу неврологически здоровых лиц вошли 83 человека, средний возраст которых составлял 38 ± 16,6 лет. Из них - 55 мужчин и 28 женщин. Здоровые испытуемые составляли основной контингент исследования. Данные, установленные в результате обследования неврологически здоровых людей служили для изучения метеочувствительности нормальных нейродинамических процессов.
Группу лиц с неврологическими отклонениями составили 343 человека. Больные, в свою очередь, оценивались как всей группой (п=343) по факту наличия неврологического отклонения, так и по подгруппам, на которые они были разделены по нозологическим формам, обозначенным в их историях болезни, а также в заключении ЭЭГ. Невропатология представляла собой физиологическую модель для изучения особенностей метеочувствительности в условиях нейродинамических отклонений.
Итак, в качестве модели исследования неврологической патологии выбраны случайным образом, а затем разделены на группы 343 лица амбулаторного приёма невролога с диагнозом: шейный остеохондроз (п=20; средний возраст 39 ± 10,6 лет, из них 4 мужчины и 16 женщин), дисциркуляторная энцефалопатия (п=82; средний возраст 53 ± 20,6 лет, из них 53 мужчины и 29 женщин), черепно-мозговая травма (ЧМТ, в частности, ушиб головного мозга легкий либо средней тяжести; п=45; средний возраст 29 ± 2,9 лет, из них 35 мужчин и 10 женщин), эпилепсия или эписиндром (п=27; средний возраст 37 ± 9,6 лет, из них 23 мужчины и 4 женщин), церебральный арахноидит (п=77; средний возраст 42 ± 8,5 лет, из них 62 мужчины и 15 женщин), бруцеллез (п=16; средний возраст 49 ± 12,7 лет, из них 11 мужчин и 5 женщин). Остальные 76 больных, взятых в обследование (средний возраст 37 ± 10,1 лет, из них 18 мужчин и 19 женщин) вошли лишь в общую группу лиц с наличием неврологической патологии (п=343), но не были отнесены ни в одну из подгрупп по конкретным нозологическим формам, так как их диагнозы были единичными (например, «последствие удаления опухоли», «гиперкинезы» и т.п.), что не позволяло сформировать какую-либо методическую субъединицу.
Подчеркнем, что мы не имели цель сопоставить клиническое состояние здоровых и больных (чтобы, например, судить об особенностях патогенеза того или иного конкретного заболевания). Планировалось выявить наличие, характер и особенности метеочувствительности ритмов ЭЭГ - как в условиях нормы, так и при церебральной патологии, а также сравнение ЭЭГ-проявлений данного феномена — реактивности к ординарным погодным факторам неконтактного воздействия.
Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) отражает функциональное состояние поверхностных и глубинных структур головного мозга, поэтому отмеченные состояния БЭАГМ (биоэлектрической активности головного мозга) могут рассматриваться как объективизация динамики нормального состояния либо нарушения функции стволово-таламо-кортикальных и комиссуральных механизмов церебрального гомеостаза в рамках используемого 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 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. Jasper Н., 1957. Цит. по Г.А.Щекутьеву, 2001) с поправкой на 21 отведение (Г.А.Щекутьев, 2001). ("10-20"). 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) методике на базе проблемной научно-исследовательской лаборатории биомедицины СГУ (зав. нейрофизиолог, д-р биол. наук, проф. М.Г.Водолажская), а также на базе Городской поликлиники №1 (г.Черкесск, КЧР, зав. - Г.А.Шинкао). 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 диапазоне 3-25 Гц, гипервентиляция в течение 2-х минут. Калибровочный сигнал составлял 50 мкВ, скорость записи (развертка ЭЭГ) - 30 мм/с. Чувствительность (масштаб ЭЭГ) - 7 мкВ/мм. Монтаж ЭЭГ - монополярный 21.
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).
Амплитудный анализ метеочувствительности по ЭЭГ здорового человека
У тех же здоровых испытуемых корреляции между метеорологическими параметрами-и-величиной-амплитуды ЭЭП по_ всем отведениям, j5e3 учета конкретных церебральных ритмов, в целом, расценивались не ниже, чем «выраженные», а в ряде случаев являлись «тесными» и даже «весьма тесными» (табл.3), то есть были явно большими, чем при первичной регистрации (табл.2). При помощи оценки метеочувствительности амплитуды по 21-му отведению открывалась возможность суждения о пространственном представительстве наиболее либо наименее реактивных к погоде церебральных зон, преимущественно неокортикальной локализации.
В частности, простой арифметический подсчет числа случаев метеочувствительности амплитуды по отведениям выявил: слева больше — 38 эпизодов, а справа меньше - 29. Та же тенденция воспроизводилась и усиливалась по максимальной амплитуде: в левых отведениях - 22 эпизода, а в правых - 9. Однако по средней амплитуде тенденция к более обостренной метеореактивности левого полушария, естественно, нивелировалась:
Примечание: - P 0,05. 16 случаев слева и 20 справа. Таков результат практически любого усреднения. Это же - свидетельство в пользу максимальной амплитуды по отведениям, как более информативного параметра по сравнению- с усредненными данными. Ведь суть нашего биометеорологического подхода заключалась, прежде всего, в индивидуальной оценке динамики ЭЭГ под влиянием естественных изменений в погоде, а затем — в обобщении фактов. Каждый эпизод метеочувствительности, обязательно включая и крайние ее проявления (как максимум, так и минимум), представлял интерес и вносил свой вклад в формирование устанавливаемой закономерности.
Итак, более обостренная чувствительность к погоде амплитудных характеристик левых отведений ЭЭГ по сравнению с правыми проявила себя повторно (табл. 2 и 3). Например, исследуемый церебральный параметр -максимальная амплитуда по отведениям - реагировала на изменение направления ветра преимущественно слева: левое теменное отведение (РЗА1), R = 0,73 (Р 0,05); левое центральное отведение (СЗА1), R= 0,72 (Р 0,05); левое задне-лобное отведение (F3 А1), R 0,64 (Р 0,05).
Все установленные коэффициенты корреляций максимальной амплитуды с направлением ветра были, как и при первичной регистрации, -положительными. Они свидетельствовали о том, что у здоровых лиц поворот ветра «по часовой стрелке», то есть в направлении «Север — Восток —» Юг —- Запад», вызывает увеличение максимальной амплитуды по теменным, центральным и задне-лобным отведениям слева.
Температурный фактор, по-прежнему (как и при первичной регистрации), отрицательно коррелировал с ЭЭГ-параметрами. В частности, величина максимальной амплитуды преимущественно левых отведений (OlAl, R = -0,60; РЗА1, R = -0,67; FplAl, R = -0,64; и единожды справа С4А4, R = -0,60) была индивидуально ниже (Р 0,05) у тех субъектов, чья ЭЭГ-регистрация совпадала более высокими значениями температуры окружающей среды. К примеру, у испытуемого №2 (К-ова) величина максимальной амплитуды в левом затылочном отведении, регистрируемая в 10 ч. 15 мин. в лаборатории биомедицины СГУ, составляла 197 мкВ. В это же время (10 ч 15 мин) температура воздуха в г.Ставрополе равнялась 10,0С. Тогда как у испытуемого №11 (Б-ова) величина максимальной амплитуды в этом же - левом затылочном отведении, но регистрируемая позже - в 15 ч. 05 мин., составляла всего 49 мкВ. При этом в г.Ставрополе по данным метеосводки, синхронно обследованию Б-ова (то есть в 15 ч. 05 мин.) регистрировалось более высокое значение температуры окружающей среды, оно равнялось 17,5 С (рис. 5). Аналогичная статистически значимая зависимость наблюдалась у остальных обследуемых лиц (Р 0,05) данной группы, сформировавшая обратную линейную регрессию с R = -0,60.
Следовательно, у здоровых людей по мере роста температуры воздуха максимальная амплитуда по ЭЭГ-отведениям (преимущественно слева), уменьшается. Разумеется, изменениям этого нейродинамического показателя, кроме погодных условий, способствуют и другие факторы, принимая во внимание, что установленная связь является выраженной (R = -0,60), а не функциональной. Корреляции между атмосферным давлением, относительной влажностью, скоростью ветра и амплитудными ЭЭГ-величинами тоже были отрицательными (табл.3). Обратная взаимосвязь такого рода означала, что с ростом давления, влажности и скорости ветра амплитуда по ЭЭГ-отведениям уменьшается. Эта закономерность распространялась почти на все отведения, но количественно доминировала в левом полушарии. Особенно метеореактивными по максимальной амплитуде явились левые теменные отведения (РЗА1). Впрочем, в центральном правом отведении (С4А2) регистрировалась весьма тесная связь между величиной атмосферного давления и максимальной амплитудой ЭЭГ данного участка неокортекса (R = =0,80; Р 0,05). Атмосферное давление при этом изменялось всего на 4-6 мм рт ст, что на фоне весьма значительного коэффициента корреляции подчеркивало чрезвычайную чувствительность нейронов головного мозга к
Два отдельных примера фоновой записи ЭЭГ из вариационного ряда (83 человека), выстроенного для оценки степени и характера зависимости неиродинамических параметров от естественных изменений погоды. R= - 0,60 при Р 0,05, что является свидетельством выраженной зависимости на фоне неизбежного влияния иных факторов. (Остальные объяснения - в тексте). тонким скачкам давления, происходящим в атмосфере даже при их неконтактном воздействии на мозговую ткань. Напомним, что испытуемые во время обследования находились в закрытом помещении лаборатории. Итак, амплитудный анализ по отведениям показал следующее:
1. Анализ максимальной амплитуды по отведениям более информативен для биометеорологической оценки ЭЭГ по сравнению со средней амплитудой.
2. Амплитудные характеристики левых отведений ЭЭГ при сопоставлении с правыми проявляют несколько большую метеочувствительность (по максимальной амплитуде).
3. Корреляции размаха ритмов ЭЭГ по отведениям с направлением ветра -положительные, а с остальными метеорологическими элементами -отрицательные.
Связи между атмосферным давлением, относительной влажностью, скоростью ветра и амплитудными ЭЭГ-величинами в целом отличались по направленности от тех, что были зафиксированы при первичной регистрации (табл. 3), что, вероятно, объяснялось их исключительно пространственной (причем - пространственно поверхностной) спецификой, производимой без учета отдельных ритмов ЭЭГ. Соответственно возник вопрос, за счет каких ритмов ЭЭГ реализуют свою метеочувствительность церебральные процессы? Для ответа в начале нами проведен амплитудный анализ отдельных ритмов.
Метеочувствительность церебральных процессов, регистрируемых на ЭЭГ людей с неврологическими отклонениями
Результаты, полученные при обследовании испытуемых с неврологическими отклонениями, оценивались с помощью двух подходов. В начале анализировалась метеореактивность церебральных процессов у всех 343-х неврологических больных, без учета конкретных нозологических форм, с целью выявления неспецифических биометеорологических особенностей нейродинамики большой группы лиц, отобранных исключительно по факту наличия патологии (то есть отсутствию нормальной церебральной функции). Это осуществлялось аналогично отбору группы здоровых лиц - по факту отсутствия патологии. Таким образом значительно расширялся контингент исследования, но сужалась задача и уменьшалось число переменных факторов. Затем, во второй серии анализа, оценивалась метеочувствительность головного мозга 6-ти групп больных, разделенных по неврологическим диагнозам, обозначенным в их истории болезни, а также - - -по форме патологии, указанной в заключении к ЭЭГ.
На ЭЭГ людей с неврологическими отклонениями «абсолютные» величины нейродинамических параметров при их обычном усреднении по группам (М ± т. Приложение, табл. 21) имели огромный разброс индивидуальных значений, что полностью соответствовало классическим представлениям о нейрофизиологической интерпретации любой ЭЭГ. В соответствии с ними, ЭЭГ корректнее оценивать не по Стьюденту, а сугубо индивидуально с учетом динамики церебрального процесса (Бехтерева Н.П., 1974). Диагностически же данный метод (ЭЭГ) традиционно применяется, в случаях, когда имеется эпилептогенный очаг (Архипова Н.А., 2001). Поэтому даже при оценке грубо усредненных значений некоторых параметров ЭЭГ больных эпилепсией просматривалась тенденция (хотя и без статистической значимости) к увеличению максимальной амплитуды основного ритма, а также - амплитудных характеристик низкочастотного и высокочастотного бета ритма, как в левых, так и в правых отведениях.
Значительно более существенные результаты дал именно индивидуальный цифровой анализ ЭЭГ и нейрокарт, проводимый нами в многочисленных группах испытуемых, при сопоставлении с синхронной динамикой геофизических изменений, происходящих в окружающей среде.
Индивидуальный анализ показал, что у всех 343-х обследуемых лиц, имеющих различного рода неврологические отклонения (пока без учета конкретной нозологической формы) зарегистрировано 20,0% объективных эпизодов метеочувствительности (Р 0,05) церебральных процессов, если все исследуемые показатели принять за 100% (приложение, табл.22). Это значение было немногим меньше аналогичных 22,0% случаев метеочувствительности (Р 0,05), установленных в группе здоровых людей.
Субъективные жалобы на метеопатию типа «Головные боли в ответ на перемену погоды» были отмечены в историях болезней 52 человек, то есть в 15,2% от общего числа больных. Заключения по ЭЭГ у отдельных испытуемых, в основном, содержали следующие описательные варианты: «Изменение— активности - мозга»," Усил1ІГшГе" влияния срединных (либо стволовых) структур мозга», «Признаки ирритации медиоабазальных (либо гипоталамических) образований», «Признаки дисфункции стволовых структур» (рис. 14). Забегая вперед, отметим, что сочетания формулировок в заключениях по ЭЭГ при анализе материала с учетом отдельных нозологических форм (диагнозов) принципиально не изменялись, то есть не имели патогенетической либо этиологической специфики. Однако качественные различия в ЭЭГ и метеочувствительности ее составляющих по сравнению с нормой выявляли более интересные вариации.
ЗЧМТ. Ушиб головного мозга средней степени тяжести. Фоновая запись. Масштаб по каналам ЭЭГ - 7 мкВ/мин. Скорость — 30 мм/с. ЭЭГ-Монтаж — монополярный 21. Над обоими полушариями регистрируется замедленный альфа-ритм. Амплитуда: до 40мкВ слева (до 37мкВ справа) максимальная, 19мкВ слева (ІбмкВ справа) средняя. Доминирующая частота: 8,6Гц. Альфа-ритм доминирует в затылочных (01А1, 02А2) отведениях Межполушарная асимметрия альфа-ритма: 15% по амплитуде. Низкочастотный бета-ритм частотой 14-20Гц амплитудой до 21мкВ слева (до 18мкВ справа). Высокочастотный бета-ритм частотой 20-35Гц амплитудой до 28мкВ слева (до 27мкВ справа) Бета-ритм доминирует в лобном-FzAl отведении слева и в центральііом-С2А2 отведении справа. Над левым полушарием видны медленные волны дельта-диапазона в затылочном-01А1 (53мкВ), теменном-PzAl (57мкВ) отведениях. Периодические заостренные билатеральные вспышки в альфа-диапазоне. Признаки ирритации медиоабазальных структур головного мозга. У больных (п=343) падение атмосферного давления разнонаправлено сказывалось на частоте и амплитуде основного ритма: увеличивало частоту, но понижала амплитуду. Такие явления фактически совпадали с нормальной мозговой метеочувствительностью (приложение, табл.6,7,15). Однако, выраженность корреляционных связей у больных была слабой (-0,14; Р 0,05), а у здоровых - от выраженной до весьма тесной (-0,85; Р 0,05). Кроме того, в нормальных условиях не только повышение давления предопределяло уменьшение амплитуды бета Н слева, но и другие исследуемые погодные факторы. Впрочем в условиях невропатологии подъем температуры окружающей среды способствовал некоторому (Р 0,05) учащению основного ритма, а ускорение ветра вызывало рост его амплитудных характеристик. Последняя зависимость (между скоростью ветра и амплитудой альфа) была противоположной по знаку той, что установлена у здоровых лиц (приложение, табл.6, 22). Как видно из рис. 15,
Распределение значений максимальной амплитуды основного ритма (по вертикали, мкВ) при изменении скорости ветра (по горизонтали, м/с) людей с неврологическими отклонениями. Точки — индивидуальные значения отдельных 343-х испытуемых. Внизу приведено уравнение регрессии и -коэффициент детерминированности. график функции, аппроксимирующей зависимость величины максимальной амплитуды основного ритма от скорости ветра, имел нелинейный характер. Высокая достоверность аппроксимации R2 = 0,16 (по методу наименьших квадратов) это подтверждала, так как извлечение квадратного корня из R" возвращало величину R = V 0,16 = 0,40, но в почти двукратно большем ее числовом выражении по сравнению с величиной (R = 0,22), полученной в результате корреляционного анализа. Полотно из точек, соответствующих индивидуальным значениям каждого из 343-х больных испытуемых (рис. 15) заметно устремлялось вверх по мере роста значения аргумента (ускорения ветра).
Оценка направленности метеочувствительности мозга больных испытуемых, производимая по знакам R, не позволяла сколько-нибудь упорядоченно типизировать изменения. Так, направление ветра существенно не сказывалось на нейродинамических процессах 343-х обследуемых людей, скорость ветра и температура воздуха положительно коррелировали с параметрами ЭЭГ, а давление, наоборот, - отрицательно (кроме частотных характеристик). Но, тем не менее, тенденция в направленности реактивности — к-погоде установленная в норме, просматривалась, хотя и в значительно более сглаженном виде.
По биотропности ведущие позиции занимало атмосферное давление, за ним следовали (на равных позициях) скорость ветра и температура окружающей среды. Остальные исследуемые геофизические проявления (влажность и направление ветра) не были сколько-нибудь существенно связаны с параметрами ЭЭГ больных, объединенных в общую группу по признаку наличия невропатологии.
