Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Результаты проводимых научных исследований последних лет все больше указывают на то. что к настоящему времени вестабуло-логия, имеющая более чем полуторавековой исторический опыт, более чем полувековой опыт применения электронистагмографии и двадцатилетний опыт использования сложной вычислительной техники, столкнулась с определенными проблемами. Все возрастающее количество новых методик, направленных на изучение статокинетичес-кой функции, вестибулярного нистагма, вестибуло-окулярного взаимодействия при различных пороговых, и экстремальных воздействиях, на не обеспечило в последние десятилетия необходимый прирост научных знаний о состоянии вестибулярного рецептора в норме и при патологии, о механизмах функционирования центральных звеньев вестибулярного анализатора, о процессах, происходящих в вестибулярной системе в целом.
Закономерен вывод о том, что несовершенство методик исследования вестибуло-окуломоторных реакций связано не со сложностью строения вестибулярной системы, а с несовершенством методологии исследования, основанной на сопоставлении величины вестибулярного раздражителя и величины ответной нистагменной реакции (В. И. Усачев, 1993; В.Р. Гофман и соавт., 1994). В докладах отечественных ученых (В.И. Бабияк, 1990; В. Р. Гофман, В.Е. Корюкин, А. А. Ланцов, 1990; Н.С. Храппо, 1993) в той или иной форме стал подниматься вопрос о кризисном состоянии вестибулологии. Стало очевидным, что многие проблемы изучения вестибуло-окуломоторных реакций заключаются не в методических недостатках экспериментальных и клинических исследований, а характеризуются погрешностями теоретико-познавательного уровня. Сама общественная практика показала, что дальнейшая систематизация и обобщение фактов на основе существующих теоретических концепций невозможны. Эмпирический этап исследований, как исходный этап научного познания, задача которого заключается в получении максимального объема информации об изучаемом объекте, нахождении фактов и эмпирических законов, в настоящее время должен смениться этапом теоретических исследований, объяснением фактов, раскрытием их причин, установлением сущности изучаемых процессов, управляющих ими законов. Диссертационное исследование выполнялось в Военно-медицинс-
- 2 -кой академии в соответствии с комплексной проблемой "Оториноларингология" до 2010 года, принятой Межведомственным Научным Советом по оториноларингологии Министерства Здравоохранения Российской Федерации и Российской Академии медицинских наук 4 февраля 1994 года, и связано с темами научно-исследовательских работ.
Цель работы.
На основе обобщения результатов физиологических исследований вестибулярной системы, оценки современных клинических методов исследования вестибуло-окуломоторных реакций, системного анализа проблем и противоречий классической вестибулологии обосновать концепцию о вестибулярном аппарате как сенсорном элементе функциональной системы управления взором и раскрыть физиологические механизмы участия вестибулярной афферентации в формировании окуломоторных реакций в норме и патологии.
Основные задачи исследования.
-
Анализ результатов морфологических и физиологических исследований вестибулярной системы, вестибуло-окуломоторных связей и механизмов вестибуло-окуломоторных реакций.
-
Оценка современных методов исследования вестибуло-окуломоторных реакций и проведение анализа и обобщения результатов клинических наблюдений, выполненных на их основе.
-
Логико-гносеологический анализ проблем современной нис-тагмометрии и противоречий классической вестибулологии.
-
Разработка концептуальной модели вестибуло-окуломоторно-го взаимодействия и определение характера функциональных связей вестибулярного аппарата с глазодвигательными структурами.
-
Анализ установленных фактов в области клинической и экспериментальной нистагмометрии с позиций разработанной модели вестибуло-окуломоторного взаимодействия.
-
Определение физиологических механизмов вестибуло-окуломоторных реакций, наблюдаемых при раздражении вестибулярного рецептора.
-
Разработка методологических и методических принципов исследования вестибуло-окуломоторных реакций и оценки состояния вестибулярного аппарата.
- з -Научная новизна.
С позиций теории функциональных систем и биокибернетики на основе логико-гносеологического анализа обобщены результаты физиологических исследований и клинических наблюдений в области зрительно-вестибулярного и вестибуло-окуломоторного взаимодействия, сформированы новые представления о функциональных связях вестибулярной, зрительной и окуломоторной морфологических систем. Так, в частности, разработана функциональная модель системы управления взором, определяющая роль и место вестибулярной аффе-рентации в формировании реакций системы как внутренней афферен-тации, участвующей совместно о проприоцептивной в построении системы координат для идентификации движений сетчаточных проекций зрительных объектов и организации поисковых и следящих движений глаз, что, в свою очередь, позволило установить, что вестибулярная афферентация не имеет самостоятельного выхода на эф-фекторные органы (глазодвигательные мышцы), а нистагменные движения глаз являются результатом следящей активности системы.
Впервые раскрыты физиологические механизмы формирования окуломоторных реакций при патологии вестибулярного аппарата, других структур функциональной системы управления взором, обеспечивающих получение и обработку информации о внутреннем состоянии системы, определены физиологические механизмы формирования нистагма при проведении вестибулярных тестов как реакций функциональной системы управления взором, возникающих вследствие нарушения адекватного восприятия зрительных стимулов.
Впервые с теоретических позиций и на основе экспериментальных и клинических исследований доказана невозможность применения вращательных, калорических и гальванических тестов для количественной оценки вестибулярной функции, раскрыты причины формирования проблемы асимметрии и габитуации вестибулярного нистагма, компенсации вестибулярной функции.
Предложен новый способ исследования реакций функциональной системы управления взором, основанный на оценке точности и эффективности ответных реакций системы, восстанавливающих ее гомеостаз, и на основе которого впервые установлены признаки скрытой вестибулярной дисфункции.
Впервые предложено использовать известные вращательные и калорические раздражители вестибулярного аппарата в качестве факторов,—вызывающих -дизадаптацию- еис'темы-и-ее дисфункцию-. —
2>3*
- 4 -Представленные в работе научно обоснованные (теоретически доказанные и экспериментально подтвержденные) положения открывают качественно новое направление в изучении механизмов зрительно-вестибулярного взаимодействия, формирования окуломоторных реакций и восприятия пространства, в разработке новых клинических методов исследования.
Практическая значимость.
Практическая значимость работы заключается прежде всего в том, что признание за вращательными, калорическими и гальваническими тестами принципиальной невозможности получения количественных характеристик вестибулярной функции, недостаточной эффективности и'практической значимости, позволяет исключить их из клинико-диагностических программ обследования больных, повышая при этом эффективность работы оториноларингологов, позволяет отказаться от дальнейшей разработки и создания диагностических стендов на их основе, направив интеллектуальный и материальный потенциал на решение принципиально новых задач.
Практическая ценность работы состоит также в том, что она позволяет определить направления решения ряд важных проблем физиологии труда, эффективности профессионального отбора и оптимизации профессиональной деятельности, подводя под эмпирические исследования разработанную теорию, уточняющую формы взаимодействия организма и внешней среды. Так, в частности, установление закономерности зрительно-вестибулярного взаимодействия позволяют уточнить патогенез болезни движения и предложить новые направления профилактики и лечения данного состояния.
Обоснованная концепция функциональной системы управления взором и установленные закономерности зрительно-вестибулярного взаимодействия являются основой для разработки нового направления экспериментальных и клинических методов исследования. Предложенный в работе тест оценки поисковой активности системы в норме и патологии является первым этапом в реализации этой перспективы.
Результаты исследования позволяют создать основу для системного подхода к решению такой социально важной проблемы, как проблема профилактики и лечения головокружения, нарушений равновесия^, наметить, новые пути для фармакологического воздействия и поиска "рациЖаЖных" схем леченияV'
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
-
Вестибулярный аппарат является структурным элементом функциональной системы управления взором, работающей по гомеос-татическим механизмам. Входным регулируемым сигналом для функциональной системы управления взором является только зрительный сигнал. Вестибулярная афферентация с физиологической точки зрения имеет проприоцептивный характер, а с позиций кибернетики определяет внутреннее состояние системы наравне с проприоцепторами глазных мышц и мышц шеи.
-
Целостные реакции системы в виде движений глаз (саккади-ческих поисковых и движений плавного слежения) и поворотов головы определяются всей совокупностью как внешней (ретинальной), так и внутренней (вестибулярной и проприоцептивной) афферентаци-ей. Самостоятельного выхода на эффекгорные органы (глазодвигательные мышцы) вестибулярная афферентация не имеет.
-
Наблюдаемые при поражении вестибулярного аппарата вести-було-окуломоторные реакции (нистагм и вестибуло-окулярный рефлекс) являются ответными зрительно-детерминированными реакциями функциональной системы управления взором, возникающими в условиях дизадаптации системы на основе ранее определенных (при движении зрительных объектов или активных поворотах головы и глаз) семантических характеристик зрительно-вестибуло-проприоцептивно-го взаимодействия. Форма нистагма (быстрая и медленная фазы) определяется ранее сформированной в системе программой пространственно-временного возбуждения глазных мышц в виде саккады и реакции противозращения для осуществления следящих реакций с участием поворотов головы.
4. Вращательные, калорические и гальванические раздражители
вестибулярного рецептора приводят к дизадаптации функциональной
системы и, являясь неадекватными стимулами, могут быть использо
ваны только при моделировании патологического процесса в струк
турах, обеспечивающих афферентный синтез в системе. Оценить
функциональное состояние вестибулярного аппарата можно только на
основе комплексного метода исследования, предусматривающего про
ведение как зрительной (движение цели), так и вестибулярной (ак
тивные повороты головы при отслеживании цели) стимуляции.
Реализация результатов'работьг.~~ 2*
Ряд теоретических положений, разработанных при проведении исследования, и методологические принципы исследования вестибулярной функции, сформулированные на их основе, используются в научной работе и учебном процессе на кафедре отоларингологии и диагностических исследованиях в клинике отоларингологии Военно-медицинской академии, при проведении исследований в научно-исследовательских лабораториях ВМедА, на кафедре авиационной медицины академии.
Результаты исследования реализованы в открытии. "Закономерность взаимодействия зрительной и вестибулярной афферентации при организации поисковых и следящих движений" глаз и формировании зрительных ощущений" (Диплом N 38 от 06.11.96; соавт.: Ю.К. Янов, B.C.' Новиков).
По материалам исследования подано две заявки на изобретения.
Основные положения диссертационного исследования отражены в 24 опубликованных научных работах.
Апробация работы.
Результаты исследования обсуждались на 917 Пленарном засе
дании Санкт-Петербургского медицинского оториноларингологическо-
го общества в 1994 году, на заседаниях отоневрологической секции
Санкт-Петербургского медицинского оториноларингологического об
щества в 1994 году, на научно-практической конференции оторино
ларингологов Северо-Западного и Центрального регионов России
"Актуальные вопросы оториноларингологии" в 1994 года в городе
Владимире, на XXIX чтениях, посвященных разработке научного нас
ледия и развитию идей К.Э. Циолковского 13 - 15 сентября 1994
года в городе Калуге, на XLII-й Всероссийской научно-практичес
кой конференции молодых ученых оториноларингологов "Современные
проблемы оториноларингологии и логопатологии" 26 - 27 января
1995 года в Санкт-Петербурге, на научной конференции "Актуальные
вопросы клиники, диагностики и лечения " 23 - 24 марта 1995 года
в Санкт-Петербурге, на Восьмом съезде оториноларингологов Украи
ны 6 - 8 июня 1995 года в городе Киеве, на XV Всероссийском съ
езде оториноларингологов Российской Федерации 25 - 29 сентября
1995 года в Санкт-Петербурге, на Всероссийской научной конферен
ции "Теоретические и практические проблемы современной вестибу-
лилогиин^в" 1996 то'ду~ЕГСанкг-Петер"бурге"."" ""
Объеи и структура работы.
Диссертация изложена на 529 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех разделов и соответствующих им девяти глав, заключения, выводов, научных и практических рекомендаций и библиографического указателя, включающего 569 источников (из них 313 отечественных и 256 иностранных). Работа иллюстрирована 38 рисунками. Результаты экспериментального и клинического исследования отражены в 16 таблицах.
