Роль сенсорно-специфической и сенсорно-неспецифической систем головного мозга человека в генезе вызванной корковой активности Куксова Н.С.

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10

1. Современные представления о механизмах генерации вызванной активности . 10

2. Соматосенсорный вызванный потенциал 15

3. Зрительный вызванный потенциал 20

4. Вызванный стволовой слуховой ответ 22

5. Применение методов вызванных потенциалов в клинической практике 26

Глава II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ 33

Глава III. СОМАТОСЕНСОРНЫЕ ВЫЗВАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ ЗДОРОВЫХ ИСПЫТУЕМЫХ (контрольная груша) 48

Глава ІV. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОНТАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ У БОЛЬНЫХ С РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ НАРУШЕНИЯ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 61

Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ СОМАТОСЕНСОРНЫХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ 69

1. Соматосенсорные ВП больных с НМК в бассейне средней мозговой артерии 69

2. Соматосенсорные ВП больных с НМК в бассейне вертебро-базилярноі системы 85

3. Соматосенсорные Ш больных со спонтанным субарахноидальным кровоизлиянием 98

Глава VІ. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗРИТЕЛЬНЫХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ У БОЛЬНЫХ С НАРУШЕНИЕМ МОЗГОВОГО КРОВО,-ОБРАЩЕНЙЯ В БАССЕЙНЕ СРЕДНЕЙ МОЗГОВОЙ АРТЕРИИ

Глава VI. ИССЛЕДОВАНИЕ НАРУШЕНИЙ ВЫЗВАННОГО СТВОЛОВОГО СЛУХОВОГО ПОТЕНЦИАЛА У БОЛЬНЫХ С РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ НАРУШЕНИЯ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 120

Глава VII. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 131

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 165

ВЫВОДЫ 169

ЛИТЕРАТУРА 171

• Современные представления о механизмах генерации вызванной активности
• МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
• СОМАТОСЕНСОРНЫЕ ВЫЗВАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ ЗДОРОВЫХ ИСПЫТУЕМЫХ (контрольная груша)
• ИССЛЕДОВАНИЕ СПОНТАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ У БОЛЬНЫХ С РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ НАРУШЕНИЯ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
• Соматосенсорные ВП больных с НМК в бассейне средней мозговой артерии

Введение к работе

Актуальность проблемы. В вызванной активности находит отражение одна из важнейших функций мозга - восприятие и обработка сенсорной информации. Восприятию принадлежит ведущая роль в обеспечении взаимоотношений организма со внешней средой, формировании умственной деятельности человека. Без обработки информации, поступающей из внешней и внутренней среды организма, невозможно обучение, накопление личного опыта, невозможна любая деятельность человека и обеспечение ее адекватности тем условиям, в которых эта деятельность осуществляется. Поэтому исследование вызванной активности головного мозга привлекает внимание многих специалистов и дает возможность приблизиться к пониманию основных нейрофизиологических механизмов деятельности мозга.

В экспериментальной физиологии метод вызванных потенциалов (ВП) применяется уже в течение нескольких десятилетий, с его ПО-' мощью получена большая часть фактического материала, на котором основываются современные представления о функциональной организации центральной нервной системы /2, 55, 164, 169, 173, 97/.

Технические трудности, связанные с выделением вызванных потенциалов из фоновой электрической активности, в течение долгого времени не давали возможности применить этот метод для анализа мозговой деятельности человека. Только после того, как G.D. Dawson /117, 118/ предложил способ выделения ВП из шума с помощью суперпозиции, появилась возможность регистрации вызванной активности со скальпа человека. Начиная с 60-х годов этот метод получает широкое распространение в связи с применением для выделения вызванных потенциалов электронно-вычислительной техники, которая дает возможность получать наиболее стабильные и надежные результаты.

На основе использования метода вызванных потенциалов достигнуты определенные успехи в изучении сенсорных механизмов развивающегося мозга /73, 5, 127, 208/, в исследовании различных психофизиологических состояний /38, 39, 40, 34, 35, 57, 58, 178, 179/, в изучении нарушений функщш мозга при различных патологических состояниях /29, 31, 32, 45, 208, 189, 172, 128, 129, 172/.

Первоначально .сложившиеся в ходе экспериментальных исследований представления о четком разделении Ш на первичный - специфический и вторичный - неспепдфический ответы были перенесены на вызванный потенциал человека. Однако, в ходе дальнейшего изучения этого вопроса данная точка зрения была пересмотрена рядом авторов. Шогие исследователи на основании результатов, указывающих на специфичность поздних компонентов, пришли к выводу о сенсорной специфичности всего вызванного потенциала /73, 5, 49, 159, 215/. другие исследователи приводят противоположные данные о неспецифической природе вызванного потенциала /212, 104, 139/, однако эта точка зрения менее распространена. Более распространенными являются представления о том, что в генерации вызванного потенциала принимают участие афференты обеих систем, но доля их участия в возникновении разных компонентов ответа различна /16, 35, 32, 30, 145/.

Таким образом, в настоящее время не существует общепризнанной теории генерации вызванной активности, а существующие теории включают самые противоположные точки зрения: от признания специфичности всего комплекса Ш до утверждения его полной неспецифичности. Вследствие этого, вопрос о природе вызванной активности не только сохраняет свою значимость, но становится более актуаль- ным в связи с тем, что метод вызванных потенциалов находит все более широкое применение в различных областях физиологии ЦНС.

Для решения этого вопроса большие,возможности представляет исследование больных с патологией головного мозга. Возникающие при этом нарушения функционального состояния различных мозговых образований можно в определенной степени рассматривать, как модель поражения специфической или неспецифической систем в зависимости от локализации патологического процесса. В этом плане особый интерес представляют больные с нарушением мозгового кровообращения, поскольку в зависимости от бассейна артерий, вовлеченных в патологический процесс, происходит нарушение функций различных образований мозга. Получаемые в ходе данных исследований результаты представляют не только теоретический интерес с точки зрения изучения физиологических механизмов генеза вызванной активности, но и имеют определенное практическое значение, поскольку дают возможность оцениь диагностические возможности этого метода в клинической ..практике.

Сосудистые заболевания головного мозга в настоящее время являются не только широко распространенной, но и тяжелой патологией. По данным ВОЗ смертность от мозгового инсульта занимает третье место после сердечно-сосудистой патологии и онкологических заболеваний.

В последние годы отмечено, что мозговой инсульт все чаще поражает лиц молодого возраста в период наибольшей трудоспособности. 60-70$ из перенесших нарушение мозгового кровообращения остаются инвалидами, теряют способность трудиться /78, 46/, лишь у 3% больных наблюдается полное выздоровление /II/.

В связи с этим разработка наиболее адекватных методов диаг- ностики, обоснования и оценки эффективности лечения больных с НМК является не только актуальной клинической, но и важнейшей социальной задачей. Метод вызванных потенциалов, как один из наиболее современных неинвазивных методов может оказать существенную помощь в решении данных задач.

Цель и задачи исследования. Целью данного исследования явилось изучение генеза компонентов вызванного коркового потенциала человека и исследование диагностических возможностей методов со-матосенсорного, зрительного НІ и стволового слухового вызванного потенциала.

Конкретные задачи исследования включали:

Исследование нарушений амплитудно-временных параметров сомато-сенсорных вызванных потенциалов в проекционной и непроекционных зонах коры при поражении сенсорно-специфической и сенсорно-неспецифической систем мозга.

Изучение изменений зрительных вызванных потенциалов при поражении сенсорно-специфической системы соматической чувствительности.

Оценка функционального состояния образований ствола методом стволового слухового потенциала.

Определение диагностических возможностей методов сомато-сенсорного и зрительного корковых ВП и вызванного стволового слухового потенциала в клинике сосудистых поражений мозга.

Научная новизна. В работе впервые проведено детальное исследование изменений вызванных корковых потенциалов разной модальности и вызванной активности стволовых образований при поражении структур сенсорно-специфической и сенсорно-неспецифаческой систем мозга вследствие нарушения мозгового кровообращения в раз- личных бассейнах. Применение многоканальной регистрации, качественный и количественный анализ вызванных потенциалов проекционной и непроекционных областей мозга позволили получить следующие новые данные.

Изучены закономерности изменения амплитудно-временных параметров различных компонентов соматосенсорных Ш в разных областях мозга здоровых людей.

Исследованы нарушения амплитудно-временных параметров и топографической представленности компонентов соматосенсорных ВП при некоторых формах нарушения мозгового кровообращения, приводящего к поражению специфической и неспецифической систем мозга.

Получены данные, указывающие на общие механизмы генерации компонента Пд^ соматосенсорного вызванного потенциала и билатерально-синхронной активности на ЭЭГ. (^4у Сформулировано предположение о возможной роли кортико-футальных влияний из проекционной области коры в процессе генерации коркового вызванного потенциала. Практическая значимость.

Изучены диагностические возможности методов соматосенсорного Ш и стволового слухового потенциала в клинике нарушений мозгового кровообращения.

Показана возможность использования соматосенсорных вызванных потенциалов для уточнения локализации патологического процесса, определения его распространенности и в качестве прогностического критерия восстановления нарушенных функций у больных с по-лутпарным ишемическим инсультом.

Показано, что метод стволового слухового потенциала поз- воляет в короткие сроки и совершенно безвредно для больного объективно оценить функциональное состояние стволовых образований мозга, что является очень важным для своевременной диагностики и проведения патогномоничного лечения больных с БМК.

Внедрение. Практическое применение разномодальных вызванных потенциалов для объективной оценки функциональных нарушений головного мозга, вызванных нарушением мозгового кровообращения в различных бассейнах осуществлено в отделении неотложной нейрохирургии научно-исследовательского института скорой помощи имени Н.В.Склифосовского.

На базе лаборатории клинической физиологии НИИ скорой помощи им. Склифосовского проведено обучение двух специалистов, что позволило внедрить полученные результаты на кафедре нервных болезней ШСИ им. Н.А.Семашко.

Материалы работы доложены на IX и П конференциях молодых ученых, проведенных на базе НИИ скорой помощи им. Н.В.Склифосовского (1980, 1982 гг.)', на научно-практической конференции "Внутричерепные кровоизлияния" (1982 г.) и на заседании секции электроэнцефалографии и клинической нейрофизиологии Московского физиологического общества (1982 г.), а также изложены в 9 печатных работах.

Современные представления о механизмах генерации вызванной активности

Методика регистрации вызванных потенциалов с поверхности черепа человека получила бурное развитие в 60-е годы в связи с применением для этой цели электронно-вычислительных машин. Одновременно с этим стали активно разрабатываться вопросы о связи отдельных компонентов ВП с активностью мозговых структур и систем.

Первоначально на формирование и развитие этих представлении в значительной мере повлияли сложившиеся к этому времени теории о нейрогенезе компонентов вызванного ответа животного. Согласно этим представлениям в ВП, регистрируемом от мозга животных, выделялись первичный или специфический и вторичный или неспецифичес-кий ответы /132, 176, 133/. Такая точка зрения сформировалась на основании данных о регистрации первичного, позитивно-негативного комплекса колебаний в проекционной области коры, что большинство авторов с&язывало с приходом афферентного сигнала по специфическому пути и широкой распространенности вторичного ответа за пределами области специфических проекций, вследствие чего он связывался с активностью сенсорно-неспецифических систем мозга.

В соответствии с этими представлениями в вызванном потенциале человека также стали выделять первичные (с латентностью до 100 мсек) и вторичные, соответственно, специфические и неспецифические компоненты. Считалось, что у человека, как и у животных, первичные компоненты представлены преимущественно в области специфических проекций, а вторичные широко распространены по скальпу и имеют сходную конфигурацию в разных областях при действии раздражителей различной модальности. Было показано, что ранние и поздние компоненты вызванного потенциала человека по разному изменяются во время наркоза и во сне /84, 126, 101/, что также подтверждало сложившуюся точку зрения. Всё это привело к тому, что указанные представления на определенный период стали общепринятыми и длительное время преобладали в литературе, посвященной данному вопросу /2, 31, 32, 132, 120, 91, 143/. Однако, в это же время были получены многочисленные факты, которые невозможно было объяснить в рамках данной гипотезы, но этим результатам долгое время не уделялось доланого внимания. Так, в частности, vr.T. liberson /159/ при исследовании у больных с органическим поражением мозга соматосенсорных Ш получил результаты, на основании которых он пришел к мнению, что поздние компоненты, регистрируемые в ипсилатеральном полушарии, обусловлены не активностью неспецифических систем, а возникают в результате активации ипси-латерального полушария импульсами, пришедшими из контрлатерального полушария по волокнам мозолистого тела. Позднее аналогичные результаты приводились рядом авторов, исследовавших нарушения соматосенсорных Ш у больных с унилатеральным поражением мозга /17, 215, 100, 197/.

Материал и методы

В работе использованы результаты комплексного клинического и инструментальных методов обследования взрослых больных с различными формами нарушения мозгового кровообращения (НМК), поступивших в отделение неотложной нейрохирургии Научно-исследовательского института скорой помощи игл. Н.В.Склифосовского в 1978-1982 гг.

Контрольную группу составили 25 здоровых испытуемых в возрасте от 17 до 52 лет.

Все испытуемые были практически здоровы, жалоб не предъявляли, не имели в анамнезе неврологических заболевании и черепно-мозговых травм. При неврологическом обследовании отклонений от нормы не выявлено.

Всего обследовано 147 больных, из них 96 мужчин и 51 женщина в возрасте от 15 до 64 лет.

Из общего количества обследованных больных у 70 было диагностировано острое нарушение мозгового кровообращения по ишемическо-4 му типу в бассейне средней мозговой артерии (I группа), у 36 -нарушение мозгового кровообращения по ишемическоглу типу в бассейне вертебробазилярной системы (2 группа) и у 41 больного - спонтанное субарахноидальное кровоизлияние (3 группа).

Клинический диагноз устанавливался на основании неврологического обследования в комплексе с данными инструментальных методов исследования (эхоэнцефалография, рентгенография черепа и шейного отдела позвоночника, лгомбальная пункция, ангиография). В 19 наблюдениях клинический диагноз верифицирован на операции, в 17 наблюдениях - данными патологоанатомического исследования.

Выбор групп был обусловлен следующими причинами. У больных I группы имело место поражение полушария, затрагивающее проекционную область коры или таламо-кортикальные проекции соматической чувствительности, т.е. поражалась сенсорно-специфическая система.

У больных 2 группы от недостаточности кровообращения страдали стволовые образования мозга, т.е. при данной патологии кровообращения преимущественно поражалась стволовая неспецифическая система.

У больных 3 группы в качестве патологического фактора выступали кровь, излившаяся в субарахноидальное пространство, и продукты ее распада, которые оказывали воздействие как на мозг, так и на мозговые сосуды.

Как показано экспериментальными исследованиями /83, 96, III/ и клиническими наблюдениями /3, 37, 72, 180/, спонтанное субарахноидальное кровоизлияние приводит к спазму сосудов, т.е. к ишемии мозга, что позволило нагл включить данную группу в исследование наряду с больными первой и второй групп, у которых нарушение мозгового кровообращения носило ишемический характер.

Всем больным проводилась запись электроэнцефалограммы. Сома-тосенсорный вызванный потенциал регистрировался 39 больным первой группы, 26 больным второй грушш и 30 больным третьей группы. Зрительный Ш исследовался у 21 больного первой группы. Вызванный стволовой слуховой потенциал зарегистрирован у 31 больного, из которых 10 были из первой, 10 - из второй и II - из третьей групп.

Соматосенсорные вызванные потенциалы здоровых испытуемых (контрольная груша)

В качестве контрольной группы в идентичных условиях обследованы 25 здоровых испытуемых (общая характеристика группы дана в главе П).

Соматосенсорный вызванный потенциал регистрировался в ответ на электрическое раздражение как правого, так и левого срединных нервов. Статистическая обработка полученных данных показала, что в среднем по группе амплитудно-временные параметры контрлатерального и ипсилатерального ответа соответственно имеют близкие значения при стимуляции нервов разных рук, и статистически достоверных различий не было выявлено ни для одного компонента (табл. I, 2, 3, 4). Поэтому в работе в качестве нормативных данных были использованы параметры вызванных потенциалов, зарегистрированных в ответ на раздражение срединного нерва правой руки. Дальнейшее описание результатов, полученных в контрольной группе, касается этих ответов, но все особенности топографической представленности отдельных компонентов и закономерности изменений амплитудно-временных параметров ВП в равной мере характерны и для ответов, полученных при стимуляции нерва левой руки.

В проекционной области у подавляющего большинства больных соматосенсорный вызванный потенциал начинался с позитивного колебания в диапазоне 20-28 мсек и представлял собой последовательность колебаний потенциала, заканчивающуюся негативной волной в диапазоне 350-400 мсек. (рис.4).

Исследование спонтанной электрической активности у больных с различными формами нарушения мозгового кровообращения

Электроэнцефалографйческое обследование проведено 70 больным с ишемическим инсультом в бассейне средней мозговой артерии (I группа), 36 больным с ЕЖ в бассейне вертебробазилярной системы (2 группа) и 41 больному со спонтанным субарахноидальным кровоизлиянием (3 группа). Клиническая характеристика групп дана в главе П.

В I группе у одного больного ЭЭГ была без существенных отклонений от физиологической нормы. В остальных наблюдениях суммарная электрическая активность мозга была нарушена.

В большинстве наблюдений (45 больных) нарушения выражались главным образом в изменении альфа ритма. В затылочных и теменных отведениях регистрировался полиморфный нерегулярный альфа-ритм с частотой 9-ІІ Гц и амплитудой 30-55 мкВ. В центральных, лобных и височных отведения доминировала асинхронная активность, на фоне которой выявлялись группы низко амплитудных альфа волн, отдельные более медленные колебания с частотой 5-7 Гц и амплитудой до 40 мкВ (рис. 10, а). В 4 наблюдениях регистрировались группы высокочастотных колебаний (15-20 Гц) преимущественно в передне-центральных отведения. У 10 больных альфа-ритм отсутствовал, амплитуда ЭЭГ была резко снижена. По всем отведениям регистрировалась низко амплитудная (15-20 мкВ) асинхронная активность, на фоне которой выявлялись единичные колебания в альфа диапазоне амплитудой до 30-40 мкВ. В 26 наблюдениях данной подгруппы на ЭЭГ выявлялась межполушарная асимметрия, выражавшаяся в преобладании нарушений альфа ритма в пораженном полушарии.

Ритмическая фотостшуляция у большинства больных вызывала депрессию альфа ритма. Б II наблюдениях отмечалась реакция усвоения ритма стимуляции в диапазоне 10-20 Гц, в отдельных наблюдениях (6 больных) существенной перестройки электрической активности выявлено не было.

У 17 больных нарушения альфа ритма сочетались с наличием более медленных волн. Зональные различия были выражены плохо или совсем отсутствовали. По всем отведениям регистрировалась полиморфная активность, представленная медленными колебаниями в частотном диапазоне 4г-6 Гц амплитудой 40-60 мкВ (в отдельных наблюдениях до 100 мкВ) и более частыми колебаниями в альфа-диапазоне (рис. 10, б). В 4 наблюдениях выявлялись более медленные волны частотой 2-3 Гц. У всех больных данной подгруппы отмечалось преобладание нарушений суммарной электрической активности в пораженном полушарии, на этом фоне в 8 наблюдениях регистрировалась очаговая медленная активность тета- и дельта-диапазона в заднелобной и височной областях (рис. 10, в). У 2 больных на ЭЭГ выявлялись билатерально-синхронные вспышки волн частотой 5-7 Гц и амплитудой до 80-100 мкВ.

Соматосенсорные ВП больных с НМК в бассейне средней мозговой артерии

Соматосенсорные ВП регистрировались у 39 больных с ишемическим инсультом в бассейне средней мозговой артерии (клиническая характеристика группы дана в главе її).

Так как у данных больных имело место поражение одного из полушарий, статистическая обработка результатов по группе производилась в зависимости от локализации патологического очага, т.е. отдельно сравнивались ответы при стимуляции нерва руки, контралатеральной пораженному и интактному полушарию.

Из 39 обследованных больных в 37 наблюдениях в ответ на раздражение нерва руки, контралатеральной интактному полушарию, вызванные потенциалы в проекционной области коры регистрировались в обоих полушариях (рис. ІЗ). У 2 больных выявлялся лишь контралатеральный ответ, ипсилатеральный ответ в пораженном полушарии отсутствовал (рис. 14).

При сохранности общей конфигурации вызванного потенциала в ответ на стимуляцию нерва руки, контралатеральной интактному полушарию, амплитудно-временные параметры отдельных компонентов были нарушены по сравнению с нормативными данными. В среднем по группе отмечено увеличение пиковой латентности всех компонентов с Hjg по Hgc включительно и компонентов Hgpj и Н зо в контрлатеральном полушарии, однако статистически достоверным это увеличение бЫЛО ТОЛЬКО ДЛЯ Hgcj И Пдд (Р 0,06).