Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1 Афферентация от сердца и регуляция сердечной деятельности 10
2 Кардиоцепция 12
3 Методы исследования взаимосвязи между ЭЭГ и кардиоритмом 16
4 ЭЭГ-корреляты кардиоритма и мыслительной деятельности, связанной с отслеживанием кардиоритма 22
5 Исследования кардиорегуляции и кардиосигнализации во время сна 27
CLASS Глава 2. Материал и методы исследования 3 CLASS 2
Глава 3. Результаты исследования 40
1 Анализ точности восприятия сердцебиений 40
2 ЭЭГ-признаки восприятия сердцебиений 58
3 Отражения изменений кардиоритма в ЭЭГ во время сна 72
Глава 4. Обсуждение результатов 84
Выводы 104
Список литературы 105
Приложения 123
- Афферентация от сердца и регуляция сердечной деятельности
- Кардиоцепция
- Анализ точности восприятия сердцебиений
- Отражения изменений кардиоритма в ЭЭГ во время сна
Введение к работе
Актуальность исследования
В настоящее время исследования взаимоотношений высших психических процессов и кардиальной афферентации приобретают особый интерес для физиологии и медицины. В физиологическом аспекте такие исследования раскрывают новые межорганные функциональные отношения. (Анохинг П.К., 1968; Судакові К.В., 1987), а в медицинском - приближают к пониманию неврологических механизмов аритмий и поиску способов их коррекции (Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю., 2000).
Такие системные физиологические регуляции предполагают разнообразные многоуровневые периферические и центральные компоненты (Haken> Н., 1996; Наточин Ю.В., 2000), в частности, кардиальныщ респираторный, сосудистый с одной стороны- и центральные мозговые — корковые и подкорковые - с другой. П.К. Анохин (1935) говорил о связях между такими уровнями, как о "..тонких изохронических отношениях.." между центральной частью функциональной системы и периферической.
Как известно, эмоциональное и психофизиологическое состояние человека во многом зависит от интероцептивных ощущений (Черниговский В.Н., 1985; Wiens S., Mezzacappa Е. S., KatkinE. S., 2000). Наиболее часто используемой методикой оценки способности к интероцепции- является инструкция восприятия собственных сердцебиений (Barrett L., Quigley К., Bliss-Moreau Е. et al., 2004). Такая инструкция нашла свое применение и в клинике -первым признаком аритмии для кардиолога является появление у пациента ощущений от сердца (Hansson A., Madsen-Hardig В., Olsson S.B., 2004). Действительно, многочисленные кардиологические, психофизиологические опросники (например, клинический опросник для выявления и оценки невротических состояний (Менделевич Д.М., Яхин К.К., 1978); анкеты для выявления стресса (Щербатых Ю. В., 2006) и др.) направлены на выявление степени осознания пациентом своих сердцебиений при помощи фокусирования
5 внимания на свои сердцебиения. В этом случае сердцебиения или перебои в работе сердца, заставляют человека вслушиваться в свой сердечный ритм. Во многих случаях психогенные нарушения ритма сердца становятся результатом неосознанных эффектов - остается только доступное для осознания телесное отражение эмоций - сердечный ритм. Поэтому на сознательном уровне возникающие вспышки тревоги или гнева представляются беспричинными.
Достаточно часто подобные пароксизмы возникают в ночное время, сопровождая внезапные пробуждения. У людей в доклинической стадии ишемической болезни сердца чрезвычайно велико число пробуждений в течение первой стадии сна и во время парадоксального сна (Парцерняк С.А., 2002). Возможен и обратный эффект - аритмия во сне, не приводящая к пробуждению, что может являться причиной внезапной смерти (Lopshire J.C., Zipes D.P., 2006).
Существующие исследования (Blackwell В., 1977; Carroll D., 1977; Brener J., Kluvitse С, 1988; JurystaF. et al. 2003; Otzenberger H., Gronfier C, Simon C, 1998; Wolk C, Velden M., 1989 и др.) имеют дело с длительными (5 минут и более) эпохами наблюдения, что практически бесполезно в условиях быстро протекающих и поэтому опасных для жизни нарушений ритма сердца. В то же время влияния колебаний сосудистого тонуса и симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы в целом относятся к более продолжительным по сравнению с длительностью кардиоцикла волновым процессам.
В настоящее время нет данных о феноменах активности мозга, отражающих кратковременные быстрые изменения кардиоритма, еще не раскрыты условия и механизмы перехода сигнализации от сердца в "область сознательного". Остается открытым вопрос о пробуждающих эффектах изменений кардиоритма.
Поэтому необходимость исследования на коротких эпохах наблюдения таких пограничных состояний, возникающих в условиях предшественников патологии - стресса, неврозов у здоровых испытуемых и поиска объективных
электроэнцефалографических (корковых) показателей; связанных с афферентацией от сердца в. таких состояниях представляется нам очевидной. Для поиска таких показателей в условиях минимизации внешней сигнализации (Павлов И.П., 1951) целесообразно проследить соответствующие взаимосвязи электрофизиологических характеристик мозга и сердца у испытуемых в состоянии сна.
Такое* исследование позволит пролить, свет на вопросы: Как меняется психическое состояние человека, когда он чувствует сердцебиения? Почему, возникают невротические, реакции, проявляющиеся в. аритмиях сердца?. Возможно ли и как.предотвратить ночные инфаркты без пробуждения, которые: пока невозможно прогнозировать?
Исходя из предположения; что структуры мозга и сердца регулируются-; системно (Анохин П.К., 1968, Судаков К.В., 1997), можно постулировать» существование взаимодействия водителя ритма сердца и структур мозга^, в? результате которого в естественных, условиях (например, спокойное бодрствование, сон) формируется оптимальная деятельность сердца, а; ві условиях, направленных на достижение результата (например, выполнение-инструкций в физиологических экспериментах) формируется система^ способствующая достижению такого результата.
Благодаря естественности происхождения электрокардиосигнала; и простоте его регистрации можно рассматривать, влияние деятельности сердца*; на электрофизиологические показатели мозга как модель регуляции периферических функций в рамках теории; функциональных систем: Поэтому изучение различных эффектов взаимосвязи электрофизиологических показателей: мозга и сердца должно, представлять особый интерес, как. для теории, в частности, проблемы интеграции различных функциональных: систем организма, так и для практической кардиологии.
Цель: Выявить системные признаки взаимосвязи кардиоритма и ЭЭГ на коротких эпохах наблюдения во время целенаправленной деятельности- при выполнении инструкции отслеживать собственные сердцебиения.
Задачи:
Исследовать особенности кардиоритмограмм и ЭЭГ при отсутствии целенаправленной деятельности (спокойное бодрствование).
Изучить особенности кардиоритмограмм и ЭЭГ при целенаправленной деятельности (мысленный счет своих сердцебиений).
Проанализировать специфику взаимосвязи кардиоритмограмм- и ЭЭГ во время сна.
Исследовать психофизиологические признаки результативности разных видов отслеживания* добровольцами своих сердцебиений, (мысленный счет и речевые метки).
Научная новизна
Впервые проведен системный анализ взаимосвязи ЭЭГ-показателей и, кардиоритма в состояниях бодрствования и сна, то есть при активном влияние испытуемого на сердечную деятельность и при минимизации супраспинальных влияний. Для-каждого из указанных состояний на коротких эпохах наблюдения-(60 с) найдены ЭЭГ-корреляты кардиоритма.
Впервые определены условия возникновения изменений*параметров^ЭЭГ соответствующих определенным паттернам кардиоритма - периодам урежения и учащения. Обнаружены объективные признаки осознания сердцебиений у успешно отслеживавших сердцебиения испытуемых.
Впервые для оценки временных отношений между сердцебиениями и отметками отслеженных испытуемым сердцебиений применен метод анализа разности динамики фаз, что позволило выявить эпохи устойчивых состояний синхронизации, а значит, расширить понятие "точности" восприятия сердцебиения.
Показана возможность прогнозировать степень точности восприятия сердцебиений на основе данных ЭЭГ — по реактивности испытуемых
8 (мощность дельта- и тета- ритмов) и по межполушарным различиям альфа-активности.
Разработан и проверен оригинальный методический прием выделения поддиапазона дельта-ритма, содержащего информацию об изменениях кардиоритма в состоянии сна.
Основные положения, выносимые на защиту
С помощью особых методических приемов на двух моделях — у бодрствующих при выполнении инструкции мысленного счета собственных, сердцебиений и у спящих испытуемых — выявлены ЭЭГ-показатели отслеживания сердечной деятельности. Для этих моделей на коротких эпохах наблюдения обнаружены ритмические компоненты ЭЭГ и их локализация, соответствующие вариациям кардиоритма.
Выявленные ЭЭГ-корреляты изменений кардиоритма подтверждают, системный характер взаимосвязи в условиях внимания к собственным, сердцебиениям, направленных на достижение результата — выполнения инструкций (успешно отслеженные сердцебиения осознаются).
Даже при отсутствии инструкции при минимизации влияний на систему-взаимоотношений "мозг-сердце" существует центрально-периферическая* взаимосвязь изменений их параметров, играющая значимую биологическую роль - пробуждения при экстремальных изменениях кардиоритма.
Практическая значимость
Полученные результаты расширяют представление о висцеральной * модуляции психических процессов - эффектах висцеральной афферентации на поведение и когнитивные функции, а также дополняют сведения о высших психических функциях головного мозга.
Подходы к изучению отражений динамики сердечного ритма в ЭЭГ представляют практический интерес для кардиологии и психосоматической медицины, ' приближая к раскрытию механизмов возникновения неврологических аритмий и поиску способов их коррекции.
Участие лобных отделов коры во взаимосвязи дельта-волн ЭЭГ и кардиоритма в состоянии сна указывает на возможность оперативного реагирования в случае экстремальных изменений кардиоритма, которые могут не вызвать пробуждений у больных с патологическими аритмиями.
Публикации и выступления
Материалы диссертации представлены в 5 публикациях (из них 1 статья в рецензируемом журнале). Основные положения диссертации обсуждались на Итоговой научной сессии НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН (2004); на Итоговой научной сессии НИИ нормальной физиологии им. П. К.Анохина РАМН (2005); на I съезде физиологов СНГ, Дагомыс (2005), на совместном заседании лаборатории реабилитации человеческих функций НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН и кафедры нормальной физиологии ММА им. И.М. Сеченова (2006); на межкафедральном заседании сотрудников института медицинского образования НовГУ и медицинских учреждений В. Новгорода (2007).
Структура и объем диссертации
Диссертация включает: введение, обзор литературы, описание материала и методов исследования, изложение собственных результатов, обсуждение результатов, выводы, список литературы, 21 приложение.
Работа изложена на 122 страницах, основной текст (без приложений) иллюстрирован 30 рисунками и 9 таблицами. Список литературы содержит 188 источников из них 75 отечественных и 113 зарубежных.
Афферентация от сердца и регуляция сердечной деятельности
Сердце представляет собой обильно иннервированный орган. Большое количество рецепторов, расположенных интрамурально и в эпикарде образуют рефлексогенную зону сердца. По функциональному признаку выделяют две группы механорецепторов, сосредоточенных, главным образом, в предсердиях и левом желудочке: а-рецепторы реагируют на изменение напряжения сердечной стенки, а Р-рецепторы возбуждаются при ее пассивном растяжении. Рецепторы сердца являются окончаниями дендритов чувствительных нейронов, которые идут в составе ветвей блуждающего и симпатических сердечных нервов. Свободные чувствительные нервные окончания, расположенные непосредственно под эндокардом, представляют собой терминали афферентных волокон, проходящих в составе симпатических нервов. Клеточные тела интероцепторов находятся соответственно на бульбарном уровне ствола мозга и в узлах блуждающего нерва, в спинальных ганглиях, в звездчатом симпатическом и сердечных узлах (Косицкий Г.И., 1975; Косицкий Г.И., Червова И.А., 1968; Удельнов М.Г., 1975). Таким образом, афферентное звено в сердечно-сосудистой системе представлено только интероцепторами и преимущественно немиелизированными волокнами. Различно расположенные рецепторы сердца участвуют в запуске различных рефлексов (псевдорефлексы), регулирующих функции сердечно-сосудистой системы (Ноздрачев А. Д., Чернышева Н. П., 1989).
Интеграция деятельности сердца в функционирование большинства систем организма обуславливает его связь с другими висцеральными и соматическими рефлексами (Makk L.J. et al. 2000; Yasuma F., Hayano J., 2004). Активация интероцепторов, реагирующих на изменения гемодинамики, запускает наиболее значимые для- регуляции деятельности сердца рефлексы. Эти рецепторы расположены в устье полых вен, предсердиях и аорте (Морман Д., Хелпер Л., 2000).
Нервная регуляция сердца осуществляется при участии следующих отделов продолговатого мозга: ядра солитарного тракта, к которому подходят афферентные пути рефлексогенных зон сердечно-сосудистой системы; ядра блуждающего нерва и вставочных нейронов бульбарного кардиоваскулярного центра. В то же время реализация рефлекторных влияний на сердце в естественных условиях всегда происходит при участии вышележащих отделов центральной нервной системы. Существуют различные инотропные и хронотропные влияния на сердце со стороны мезенцефальных адренергических ядер (голубое пятно, черная субстанция), гипоталамуса (паравентрикулярное и супраоптическое ядра, мамиллярные тела) и лимбической системы. Имеют место и кортикальные влияния на сердечную деятельность, среди которых особое значение имеют условные рефлексы, такие, например, как положительный хронотропный эффект при предстартовом состоянии (Dampney R., 1994).
Главная роль в контроле над сердечным ритмом принадлежит вегетативной нервной системе. Степень влияния симпатической и парасимпатической нервных систем неравномерна для разных отделов сердца и зависит от иннервации нервными окончаниями этих отделов: в атипичных миоцитах выше концентрация отростков парасимпатической нервной системы, в миокарде желудочков - симпатической системы. Неодинаковая иннервация правыми и левыми симпатическими и парасимпатическими нервами позволяет утверждать об асимметрии иннервации сердца (Tafil-Klawe М., Raschke F., Hildebrandt G., 1990).
Одна из самых важных функций сердца — автоматизм обеспечивается, по В.М. Покровскому (2000), генераторами ритма в двух локациях - внутри самого сердца и в центральной нервной системе. Возникающие в последней сигналы поступают к сердцу по блуждающим нервам, и, взаимодействуя с внутрисердечными ритмогенными структурами, вызывают генерацию возбуждения. При этом центральный генератор обеспечивает адаптивные реакции ритма сердца в естественных поведенческих условиях,, а внутрисердечный позволяет сохранить насосную функцию сердца в критических состояниях (кома, наркоз). Наличие двух дублирующих уровней ритмогенеза обеспечивает надежность и функциональное совершенство системы формирования ритма сердца в целостном организме.
По классическим представлениям афферентное звено регуляции большинства висцеральных функций- в норме не затрагивает область таких психических процессов, как внимание, восприятие. Однако в патологических состояниях механизмы гомеостатического обеспечения формируют ВЫХОД В: область сознания, через боль. Существует тесная связь между состоянием! висцеральных органов и эмоциональным состоянием (Wiens S., Mezzacappa.E.. S., KatkinE. S., 2000; Wiens S., 2005). Эти положения позволяют говорить о-существовании сомато-висцерального комплекса афферентации (Wolk С, Velden М:, 1989).
Существует множество фактов, говорящих о возможности отслеживать,, собственные сердцебиения и даже влиять- сознательно на:, собственный! сердечный ритм. Что касается практически здоровых: людей; то существуют факты,, свидетельствующие о том, что и у них, при сосредоточении вниманият на собственных сердцебиениях такие ощущения и сознательные регуляции-возможны (McFarland R., 1975; Whitehead W.E., Dresher V.M;, Heiman P. et al. 1977; Phillips G.C., Jones G.E., Rieger E.J. et al: 1990; RingC, Brener J., 1992, 1996; Pollatos O., Auer D., Schandry R. et al. 2004).
Кардиоцепция
Висцеральная перцепция (интероцепция) - это возможность воспринимать (переносить в область сознания) сигнализацию от висцеральных органов, которая лежит, по классическим представлениям, в области бессознательного. По электроэнцефалографическим показателям различия между осознаваемыми и неосознаваемыми реакциями (протекающими на уровне подсознания) по мнению В. Baars (1997, 2005) заключаются в степени глобальности активации мозга и зависят от количества вовлеченных в реакцию структур. Особенность неосознаваемых реакций — возбуждение минимума активированных нервных клеток сравнительно небольших участков мозга. При переходе реакций в область сознания наблюдается вовлеченность в активацию более обширных областей мозга. Исследования интероцепции, таким образом, по сути, являются исследованиями пограничных явлений между осознаваемыми и неосознаваемыми реакциями.
Общепринято, что в естественных условиях (состоянии спокойного бодрствования) сигнализация от интерорецепторов не достигает "сферы сознания" (Адам Г., 1983; Рубинштейн С.Л. 2003). Такая избирательность обусловлена специфическими особенностями механизмов нервной регуляции гомеостаза: информация от внутренних органов считается избыточной — ощущения не возникают до тех пор, пока они не станут экстремальными.
Ощущения сердечной деятельности обусловлены двумя, предположительно, различными механизмами: у практически здоровых они возникают в определенных условиях (физическая нагрузка, эмоциональные переживания, стресс - состояниях считающихся переходными между нормой и патологией) или связаны с непосредственно патологическими процессами, болью (Адам Г., 1983). Эти механизмы играют важную физиологическую роль: например, когда в результате физической работы у человека повышается артериальное давление, ощущение собственных сердцебиений для него является индикатором для поведенческого изменения деятельности с целью восстановления нормального уровня артериального давления (Шевченко Е.В., Лебединский В.Ю., Хлопенко И.А. и др. 1996). Помимо этого, отмечалось, что способность к кардиоцепции зависит от следующих факторов: пол, возраст, физическая тренированность, индекс массы- тела, индивидуальные психологические особенности (тревожность), индивидуальный опыт (Somsen R., Jennings J., van der Molen M, 2002; Smith S., Bulman-Fleming M., 2006).
Основываясь на морфологических данных, у здоровых сигнализация от сердца и сосудов имеет преимущественно соматический характер, обусловленный изменением динамических биомеханических характеристик (Шевченко Е.В., Лебединский В.Ю., Хлопенко И.А. и др. 1996). Биомеханические явления при биении сердца и пульсации сосудов регистрируются механо- и барорецепторами в стенках и в прилегающих тканях. В сущности именно поступление сенсорной информации, модулированной структурами таламуса, в кору от этих рецепторов;, обеспечивает механизм интерорецепции (Jasper Н., Hanbery J., 1953; Wolk С, Velden М., 1989). Исследования субъективных ощущений ритмической деятельности сердца показали, что часть людей ориентируется на сокращение сердца, а другая часть на пульсации сосудов (Урываев Ю.В., Кубряк О.В., Бондарев А.А., 2005).
Несомненно, существуют и проявления физиологических изменений и, как следствие, появление ощущений этих изменений связанные с эмоциональными переживаниями. В исследованиях S. Wiens (2000, 2005) отмечается, что при эмоциональных переживаниях, особенно у людей с высокой тревожностью, возможно увеличение ЧСС, АД, что приводит к отчетливым ощущениям сердцебиений.
Изучение чувствительности к интероцептивным процессам во многих исследованиях сводится к объективным измерениям способности испытуемого воспринимать собственные сердцебиения. Действительно, сердцебиение — выразительное автономное явление, которое сравнительно легко зарегистрировать, в отличие от более медленных вегетативных процессов. Это особенно важно потому, что существуют данные о корреляции способности воспринимать собственные сердцебиения со способностью, воспринимать сигналы от некоторых других висцеральных органов, но такая корреляция наблюдается не для всех органов (Whitehead W., Drescher V., 1980; Harver А., KatkinE.,BlochR, 1993).
При выполнении инструкции направить внимание на собственные сердцебиения различают восприятие единичных сердцебиений и кардиоритма. Восприятие единичных сердцебиений — это способность испытуемого точно определить присутствие или отсутствие сердцебиения.
В отличие от этого, восприятие кардиоритма - это способность сопоставить 2 сигнала - внешний стимул и внутренний (кардиоритм). В этом-случае чувствительность сводится к точности ответа на вопрос, соответствовал ли какой-то внешний ритмический стимул (сгибание пальца, речевые метки, мысленный счет, звуковые и световые сигналы) реальным сердцебиениям г (Barrett L., Quigley К., Bliss-Moreau Е. et al., 2004). Оценка способности восприятия кардиоритма делается на основе этого показателя (Green, D.M., Sweets, J.A., 1966).
Анализ точности восприятия сердцебиений
В соответствии с представлениями П.К.Анохина (1968) и К.В.Судакова (1987) всякая деятельность системна и формируется как организованная активность, направленная на получение определенного результата. В использованной нами модели выполнение инструкции мысленного счета собственных сердцебиений можно считать конечным результатом.
Достижение результата требует отвлечения от посторонних стимулов как внешних, так и исходящих от собственного тела, мобилизации психической активности, поиска конкретного "ощущения", соответствующего словесно-определенному и согласованному с предыдущим опытом эталону ("сердцебиению"), удержания его в памяти и сопоставления с непрерывно меняющейся сигнализацией от сердца (варьирующей- в зависимости от дыхания, фокуса внимания, эмоций). Мы предположили, что мысленный счет своих сердцебиений базируется на восприятии момента кардиосистолы — процессе обработки и распространения сигнализации от сердца в структуры мозга и осознания. В ходе выполнения инструкции каждое последующее ощущение сердцебиения также осознается и мысленно прибавляется к предыдущим. Поэтому можно считать, что мысленный счет (внутреннее произнесение чисел) является процессом осознаваемым.
По инструкции испытуемые сначала должны были сохранять состояние спокойного бодрствования. На втором этапе выполнялась инструкция мысленно считать сердцебиения. Через некоторое неизвестное испытуемым время следовало назвать число подсчитанных сердцебиений. Наконец, на третьем этапе испытуемым предлагалось произнести слово "тук" при каждом отслеженном сердцебиении. Таким образом, "точность", как результат поставленной инструкцией цели, обеспечивалась различными типами деятельности. Сравнение точности на втором и третьем этапе позволило получить объективные данные о результативности выполнения задания.
На основании данных полученных на втором этапе наблюдения - ответа испытуемого о количестве подсчитанных сердцебиений и числа реально зарегистрированных сердцебиений произведен расчет точности по формуле (1.1). Полученные результаты сведены в таблицу 2.1.
Предполагая, что осознание сердцебиений отразится в активности мозга, мы разделили испытуемых на "точных", "среднеточных" и "неточных" (рис. 2.1) по методу Варда, в качестве меры сходства применив евклидовы расстояния (Ward, J. Н., 1963; Ким Дж., Мьюлер Ч., 1989). В группу "точных" вошли 8 человек (4 мужчины, 4 женщины), "среднеточных" — 5 человек (5 мужчин), "неточных" - 5 человек (2 мужчин, 3 женщины). Отметим, что в группе "точных" разброс расстояний между значениями точности намного меньше, чем в группах "среднеточных" и "неточных". Н елочные Сред неточные Точные 0,4 0.6 D.B Рис. 2.1. Распределение испытуемых по точности мысленного счета
Проверка нормальности распределения полученных значений длительности кардиоинтервалов у каждого испытуемого по критерию Шапиро-Уилка (р—0,05) показала отличие распределения от нормального у 2 из 18 испытуемых в состоянии спокойного бодрствования и у 4 испытуемых из 18 в состоянии мысленного счета. Поэтому ниже мы оперируем медианами и процентилями, как адекватными характеристиками совокупностей данных, распределения которых отличаются от нормального.
Одним из важнейших вопросов при анализе случайных процессов (к каковым относится и кардиоритм) является вопрос о стационарности. Стационарные процессы протекают приблизительно однородно и имеют вид непрерывных колебаний вокруг некоторого среднего значения. Влияния на ритм сердца центральной и вегетативной нервных систем, насыщение крови кислородом и углекислым газом, различные рефлексы относят к стационарным влияниям. К нестационарным влияниям можно отнести, например, изменение положения тела, эмоциональное или иное внешнее воздействие. Благодаря краткости эпохи наблюдения и однородности выполняемой испытуемыми на протяжении анализируемых эпох наблюдения деятельности можно считать эти эпохи стационарными.
Отражения изменений кардиоритма в ЭЭГ во время сна
Фокусирование внимания на собственных сердцебиениях, как правило, сопровождается развитием комплекса реакций с участием психической активации, осознания, специфической кардиорегуляции, которые неизбежно ведут к модуляции как собственно кардиоритма, так и ЭЭГ. Как избежать этих эффектов? Возможно ли проследить за "чистым", свободным от вмешательства вышеупомянутых явлений, взаимодействием мозга и сердца?
В качестве естественной модели исследования взаимосвязи. ЭЭГ и кардиоритма при отсутствии таких феноменов как восприятие и произвольная регуляция кардиоритма можно рассматривать состояние сна. Но сон даже у здоровых людей представляет собой неоднородный динамический процесс, которому присущи цикличность и индивидуальная вариативность. Деятельность сердца во время сна также подвержена колебаниям активности. Преобладание парасимпатических влияний во время медленноволнового сна обуславливает уменьшение ЧСС, напротив, быстрый сон сопровождается учащением кардиоритма.
С другой стороны, во сне мозг "сосредоточен" на внутренних саморегуляторных механизмах: по В.Н. Черниговскому (1960, 1985) именно в состоянии сна получались наиболее информативные корковые ответы на висцеральные раздражители. Во время сна уменьшаются центральные влияния на автономный контур регуляции сердца. Это позволяет выявить именно автономную составляющую взаимосвязи. И хотя точные механизмы, отвечающие за автономную регуляцию сердца до конца не ясны, можно предполагать, что в целом во время сна они аналогичны таковым при бодрствовании.
Таким образом, сон может служить» modus vivendi для исследования "чистого" взаимодействия мозга и сердца при условии, что испытуемые будут находиться в медленноволновых стадиях сна, когда, влияние центрального контура регуляции минимально.
На основе данных полисомнограммы у каждого испытуемого выделялся участок длительностью 60 с, в течение которого испытуемый стабильно находился в одной стадии сна. Характеристики кардиоритма рассчитывались, на основе данных о длительности, последовательных RR-интервалов, полученных из ЭКГ.
На первом этапе мы провели анализ характера; распределения RR-интервалов; для- выбора метода последующей оценки кардиоритма:. Распределение длительностей кардиоинтервалов спящих отличалось от нормального (критерий Шапиро-Уилка), особенно у 2-х испытуемых (DD; W). Поэтому оценка характеристик кардиоритма производилась с использованием . медиан и . квартилей; Характеристики, кардиоритмаї испытуемых во время сна представлены втабл. 2.5.
Состояние вегетативной нервной системы в состоянии сна сильно зависит от стадии сна. Использованная нами методика определения стадий. сна производилась средствами полисомнографического комплекса по критериям A. Rechtshaffen и A. Kales (1968) - сочетанию ряда признаков: 33F, электромиограммы и электроокулограммы. Согласно этим критериям, пять испытуемых находились во второй стадии сна, один - в первой, один — в четвертой и двое не спали (состояние спокойного бодрствования, закрытые глаза, неподвижность и т.д.). Существенного различия между параметрами R-R — интервалов у спящих и двух испытуемых, относимых по классификации к состоянию спокойного бодрствования, не наблюдалось. Приведенные значения показателей кардиоритма указывают на индивидуальную вариабельность (разброс длительности кардиоинтервалов в пределах группы составляет -46%). Предположительно, соответствующие модуляции ЭЭГ, отражающие высокую индивидуальную вариабельность также должны значительно меняться.
Для оценки соотношения между активностью симпатического и парасимпатического отделов и степени централизации управления сердечным ритмом использовался метод вариационной пульсометрии поР.М . Баевскому: соответственно индекс вегетативного равновесия и индекс напряжения регуляторных систем (табл. 2.6).
Напомним, что испытуемые в процессе эксперимента находились в положении лежа. Поэтому помимо влияния сна на сдвиг вегетативного баланса в сторону преобладания парасимпатической системы повлияло горизонтальное положение тела.
Вычисленные показатели по критериям Баевского (ИВР, ИН) показали, что близкое к симпатотонии состояние наблюдалась только у 1 мужчины (спокойное бодрствование). У женщин отмечалась нормо- и ваготония (Глазачев О.С, 1995). В целом, активность автономной нервной системы, рассчитанная по критериям P.M. Баевского (2002), не соответствовала глубине сна.
При работе с короткими записями методы частотного анализа предпочтительнее, чем временного (Рекомендации. Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения..., 1990). На протяжении выбранной эпохи наблюдения спектральный анализ кардиоритма позволяет достоверно-оценить только высокочастотную компоненту HF вариабельности сердечного ритма.
Анализ вычисленных значений мощности HF для всех испытуемых, так же как и критерии Баевского, не показали зависимости от глубины сна: Возможно, это вызвано индивидуальными различиями динамических характеристик активности вегетативной нервной системы.
По результатам наблюдения получены суммарные значения спектральной плотности мощности дельта и альфа-ритмов (приложение 20). Как известно, альфа-ритм может являться- индикатором мыслительной деятельности (Иваницкий A.M., Стрелец В.Б., Корсаков И.А., 1984; Бехтерева Н.П., др., 1985). К тому же отмечалось, что на протяжении многочасового сна изменения альфа-ритма коррелируют с изменениями дельта-ритма (Ehrhart J., Toussaint М., Simon С, 2000). Поэтому мы использовали альфа-ритм для контроля присутствия произвольных составляющих регуляции (Дорохов В.Б., 2003). Дельта-ритм, напротив, использовался как показатель глубины сна и, соответственно, автономной стороны регуляции.