Електроенцефалограма і функціональні стану людини

В.Н. Кірою, П.Н. ЄРМАКОВ

Цей навчальний посібник призначений для студентів біологічних і психологічних факультетів університетів, медичних вузів. У систематизовані вигляді в ньому викладені основні відомості про так званої &ldquo-сумарної біоелектричної активності&rdquo- мозку людини, що реєструється в формі ЕЕГ, її використанні для розуміння нейро- і психофізіологічних механізмів функціональних станів людини. Авторами зроблена спроба розробки досить універсальної схеми викладу відомостей в цій області, що стосуються як безпосередньо природи ЕЕГ, так і методичних особливостей її реєстрації та аналізу, статистичних відомостей про ЕЕГ людини, яка реєструється як в спокої, так і в стані активного неспання, пов`язаного, зокрема , з інтелектуальною діяльністю, інтерпретації окремих фактів в контексті пізнання механізмів мозку. Значна частина результатів, наведених в посібнику, отримана особисто авторами і відображає їх досвід роботи в області електрофізіології мозку. Автори постаралися уникнути суб`єктивності при оцінки ряду існуючих в даний час концептуальних уявлень в цій області, в простій і доступній формі викласти уявлення інших дослідників і свої власні погляди на природу і функціональну інтерпретацію деяких ЕЕГ феноменів.      

ВСТУП

Наявність численних видань, присвячених різним аспектам біоелектричної активності мозку, є серйозною проблемою для авторів, які взяли на себе сміливість писати про цього. У пропонованій увазі читачів в книзі робиться спроба в доступній формі систематично викласти відомості, що стосуються статистичних характеристик, природи, значення ЕЕГ людини для пізнання механізмів функціонування мозку. Увага до них протягом останніх десятиліть не тільки не слабшає, але навіть зростає. В значній мірі це обумовлено як розвитком прикладних галузей електрофізіології мозку (зокрема, клінічної енцефалографії), так і спробами використання ЕЕГ для створення систем контролю стану здорової людини.
Цей посібник розрахований насамперед на тих студентів, аспірантів і викладачів, які цікавляться проблемами функціональної організації мозку людини в різних умовах його життєдіяльності, взаємозв`язком нейрофізіологічних процесів мозку з психічними явищами. Кожен розділ посібника дає уявлення про ту чи іншу сторону так званої &ldquo-сумарної біоелектричної активності мозку&rdquo-. Перший з них присвячений загальній характеристиці ЕЕГ людини, другий - відображенню в характеристиках ЕЕГ рівня поточного неспання, третій - ЕЕГ-кореляти функціональних состояній- а четвертий - рухової (в тому числі, ідеомоторного) активності. Значний інтерес представляє п`ятий розділ в якому зроблена спроба більш детально розглянути статеві відмінності в ЕЕГ в нормі, а також у транссексуалів. Звичайно, автори віддають собі звіт в тому, що не всі розділи посібника рівноцінні і досить строго і логічно взаємопов`язані між собою. Разом з тим логіка викладу матеріалу пов`язана з викладанням ряду спецкурсів на біологічних і психологічних факультетах університетів і, мабуть, не викличе у фахівців явного неприйняття.
Автори висловлюють особливу вдячність за допомогу в підготовці та виданні цього посібника співробітникам інституту нейрокібернетики ім. А. Б. Когана, кафедри фізіології людини і тварин біолого-грунтового факультету і факультету психології Ростовського держуніверситету, всім тим, хто своїми порадами і зауваженнями допомагав їм у процесі підготовки рукопису.
Автори будуть щиро вдячні всім, хто вважатиме за можливе висловити свої зауваження та пропозиції щодо виконаної ними роботи, вкаже на помилки і неточності, що містяться в тексті, за які вони заздалегідь приносить свої вибачення.

Список використаних скорочень

РОЗДІЛ 1. ЕЕГ ЛЮДИНИ: Загальні відомості, МЕХАНІЗМИ ФОРМУВАННЯ, ФУНКЦІОНАЛЬНЕ ЗНАЧЕННЯ

КОРОТКИЙ ІСТОРИЧНИЙ ЕКСКУРС

Сучасна історія електроенцефалографії пов`язана перш за все з іменами двох вчених - російського натураліста В.В.Правдіч-Немінского і австрійського психіатра H.Berger.
Початок електроенцефалографічні дослідженням було покладено В.В.Правдіч-Немінского, який в 1913 - 1925 роках в гострих дослідах на кура-різірованних собаках зареєстрував спонтанну електричну активність зорових і моторних зон кори великих півкуль (W.W.Neminski, 1913). У біоелектричної активності кори він виділив 7 різних видів хвиль, серед яких були повільні хвилі (OR - 1 - 2 кол / с), хвилі першого порядку (10 - 15 кол / с), хвилі другого порядку (20 - 30 кол / с) та ін. Він же запропонував термін для позначення записи кривої електричної активності мозку - електроцереброграмма. Саме ці роботи, виконані на високому для того часу методичному рівні, заклали основи сучасної електроенцефалографії.
Через кілька років, а саме, в 1929 році, австрійський психіатр H.Berger вперше здійснив реєстрацію електричної активності мозку людини неінвазивним методом з поверхні голови. Запис біострумів мозку він запропонував назвати електроенцефалограмою. Саме ця назва і відповідна абревіатура (ЕЕГ) використовуються в даний час.
У 1929 році в журналі &ldquo-Archiv fur Psychiatry&rdquo- були опубліковані перші статті H.Berger із серії під загальною назвою &ldquo-Uber das Elektrenkephalogramm des Menschen&rdquo-. Наступні роботи автора публікувалися під тією ж назвою аж до 1933 року. Чіткість постановки завдання, переконливість і наочність експериментальних даних, широкі перспективи використання методу, по достоїнству оцінені вже самим H.Berger, відразу ж привернули до його робіт широку увагу фахівців. Саме H.Berger вперше описав основні ритмічні компоненти електроенцефалограми людини, запропонувавши використовувати букви грецького алфавіту для класифікації ритмів, реакції синхронізації і десинхронізації цієї активності у відповідь на пред`явлення функціональних проб і т.д.
Однак визнаним методом дослідження механізмів мозку електроенцефалографія стає тільки після опублікування робіт англійських дослідників E.D.Adrian і B.N.Matthews (1934) і ряду інших авторів, які повністю підтвердили результати, отримані H.Berger. Як визнання особливих заслуг H.Berger у відкритті та вивченні ритмічних коливань потенціалів мозку вже в 1934 році виходять перші роботи, в яких вони іменуються &ldquo-ритмами Бергера&rdquo- (E.D.Adrian, B.N.Matthews, 1934).
Введене H.Berger поняття &ldquo-ритм ЕЕГ&rdquo- зафіксувало принциповий факт, що складається в тому, що за своєю природою коливання біопотенціалів мозку являють собою не моно-, а полічастотних процес, період якого не залишається постійним навіть у межах одного повного коливання. Близько частоти пов`язує, мабуть, єдність походження і функціонального значення.
Крім періодичних коливань потенціалу з частотою близько 10 кол / сек, домінуючих в електрограми спокійного неспання з закритими очима, в електричної активності мозку людини H.Berger описав і більш високочастотні низько-амплітудні коливання з частотою 20 - 25 кол / сек.
Детальні дослідження наступного періоду дозволили ідентифікувати в спектрі ЕЕГ людини коливання з частотами від 0,5 кол / сек до 30 (а іноді - 70 - 100) кол / сек. У цьому частотному діапазоні в даний час виділяється, в цілому, від 4 до 10 - 12 щодо незалежних ритмів, основними з яких є дельта (8), тета (0), альфа (а) і бета (Р). Як вже зазначалося вище, для їх назви були використані літери грецького алфавіту, а коливання, описані першими, були названі H.Berger, відповідно, &ldquo-альфа&rdquo- і &ldquo-бета&rdquo-.
ЕЕГ людини зазнає суттєвих змін в онтогенезі, які необхідно враховувати. Електрична активність мозку дитини набуває рис, властиві ЕЕГ дорослої людини, до 13 років. Цей період іноді називають етапом дозрівання ЕЕГ. Протягом наступних 35-40 років ЕЕГ практично не змінюється, зберігаючи притаманні їй індивідуальні особливості. Наступні зміни в ЕЕГ наступають в літньому віці (55-60) років і пов`язані з деструктивними морфофункціональними перебудовами в ЦНС.
Численні клінічні спостереження показують, що при патології мозку в ЕЕГ, характерною для &ldquo-ідеальної норми&rdquo-, можуть з`являтися різноманітні генералізовані або локальні зміни (FAGibbs, ELGibbs, 1937, RACohn, 1949, Н. Jasper, J.Kerchman, 1941, JHVan der Drift, NKDKok, 1973, П.М.Сараджішвілі, Т.Ш.Геладзе, 1977, MCKayser-Gatchalian, B.Neundorfen, 1980, Л.Р.Зенков, М.А.Ронкін, 1991). Це окрема область електрофізіології мозку (клінічна електрофізіологія), і ми лише коротко торкнемося її в ході подальшого викладу.

Відео: Розкрита таємниця гіпнозу