Електроенцефалограма здорової людини - клінічна електроенцефалографія
Відео: ЕЕГ 04 12 13
3
Електроенцефалограми ЗДОРОВОГО ЛЮДИНИ
електроенцефалограми ЗДОРОВОГО
ЛЮДИНИ В СТАНІ СПОКОЮ
Найбільш характерною особливістю ЕЕГ людини, що відрізняє її від ЕЕГ тварин, є регулярна ритмічна активність, названа альфа-ритмом, що має частоту 8-12 коливань в секунду, амплітуду 50-100 мкв і більш чіткий прояв у відведеннях від задніх відділів півкуль. Домінування альфа-ритму в картині біоелектричної активності типово для мозку здорової дорослої людини в стані відносного спокою. У новонародженого ритміка биопотенциалов мозку майже повністю відсутня - реєструються лише нерегулярні коливання великого періоду (1-2 в секунду). З віком, у міру дозрівання нервових елементів ЕЕГ еволюціонує: поступово збільшується частота коливань, виявляється більш-менш стабільна ритміка, і до 14 -16 років встановлюється малюнок ЕЕГ, характерний для дорослої людини. Більш докладно про зміни ЕЕГ в онтогенезі буде сказано в спеціальному розділі XI. У здорових людей в пізньому похилому віці можуть бути також відхилення в картині ЕЕГ. Вони проявляються в деякому падінні амплітуди альфа-активності, виявленні більш чітких бета- і дельта-хвиль. Однак питання про прямий зв`язок цих змін з віком залишається ще неясним.
Альфа-ритм домінує в ЕЕГ у здорових дорослих людний приблизно в 70% випадків. У решти 30% здорових осіб альфа-ритм виражений менше, лише різко перевищує вираженість інших частотних складових або навіть повністю відсутній.
На рис. 16 наведені ЕЕГ двох здорових людей. У першому випадку мається чітке переважання альфа-ритму у всіх областях кори- амплітуда альфа-хвиль в потиличних і тім`яних відведеннях досягає 75-100 мкв, в лобових і центральних відділах вона нижче - 25-50мкВ. Альфа-коливання змінюються по амплітуді в часі, утворюючи «веретена» або модуляції. Модуляції альфа-ритму видно у всіх отведеніях- вони подібні в симетричних точках кори. Модуляції альфа- ритму в задніх і передніх відведеннях можуть як збігатися, так і нe збігатися у часі, що свідчить про різні генераторах альфа-активності передніх і задніх відділів мозку. У здорових людей є значна варіабельність як амплітуди альфа-ритму, так і тривалості «веретен».
Мал. 16. ЕЕГ здорової людини.
Відведення відповідно позначенням міжнародної схеми (див. Главу II. Стор. 24). Верхня лінія - відмітка часу 0,1 секунди- внизу - дані частотного аналізу потиличної і лобової
областей правої півкулі.
Деякі автори вважають, що модуляції альфа-ритму є наслідком поширення сверхмедленних коливань потенціалу (порядку декількох секунд) з серединних структур мозку, що регулюють рівень активності кори (І. П. Ємельянов, 1966). Поряд з домінуючим альфа-ритмом у всіх відведеннях проявляються коливання потенціалу вищої і нижчої частоти, які краще видно в передніх відділах півкуль, де альфа-коливання менше по амплітуді.
У іншого здорового досліджуваного (рис. 16, Б) характер ЕЕГ інший: амплітуда альфа-коливань у всіх відділах кори досягає лише 25-30 мкВ- правильні модуляції, «веретена» альфа-ритму не виражені. У всіх областях чіткіше проявляються коливання більш високої і більш низької частоти - бета- і дельта-хвилі. Як видно на рис. 16, просторово-часові відносини альфа-ритму в ЕЕГ різних типів різні. У випробуваного з домінуванням альфа-ритму відзначається зменшення (градієнт) його вираженості від задніх відділів півкулі до передніх, причому величина градієнта у різних осіб може варіювати. У осіб з ЕЕГ без домінування альфа-ритму його амплітуда в передніх відділах півкулі (лобно-центральні відведення) може перевищувати амплітуду в потилично-тім`яної області кори.
ЕЕГ при запису через неушкоджені покриви голови являє собою сумарну активність великої кількості клітин кори.
Мал. 16. (продовження).
дорослої людини в спати вона є складною кривою, що складається з багатьох частотних компонентів, серед яких домінує альфа-ритм. Як зазначалося вище, при звичайному візуальному аналізі на ЕЕГ, крім альфа-ритму, видно присутність коливань більш низької частоти - дельта-хвиль і більш високою частоти-бета-коливань. За допомогою частотного аналізу ЕЕГ можна розкласти на складові її частотні компоненти. На рис. 17 наведені дані розкладання ЕЕГ потилично-тім`яної відведення у здорової людини за допомогою аналізатора з шірокополосовимі фільтрами, що виділяють фізіологічні діапазони частот: дельта 1-3 Гц, тета 4-7 Гц, альфа 8-12 Гц, два діапазону бета-ритму - «низький »14-20 Гц,« високий »21-30 Гц, гамма 30-70 Гц. Кожному каналу аналізатора відповідає канал інтегратора, який визначає сумарну активність, що характеризує амплітудне значення електрограми в мікровольтах в секунду. Дані інтегрування (в відносних одиницях) наведені па малюнку в формі відміток під кожною виділеною смугою ритмів або ЕЕГ і в цифрах - свідчення за 5 секунд. Як видно на рис. 17, з ЕЕГ за допомогою аналізатора виділяються частоти всіх 6 діапазонов- активність цих частотних смуг, складових ЕЕГ, неоднакова: найбільша активність припадає на смугу альфа, інші частотні компоненти виражені слабше.
Мал. 17. Розкладання ЕЕГ (потилично-тім`яної відведення лівої півкулі) здорової людини на складові її ритми за допомогою шірокополосового аналізатора частот.
I - ЕЕГ виділені ритми: 2 - дельта: 3 - тета 4 - бета «низькі»: 5 - бета «високі». 6 - гамма: 7 - альфа- 8 - запис альфа-ритму на періодметре. Під кожною електрограми - позначки відповідного каналу інтегратора, цифри праворуч - сумарна активність даного ритму в відносних одиницях. Верхня лінія - відмітка часу 1 секунда.
Співвідношення частотних складових ЕЕГ різних здорових людей, а також в різних областях кори в однієї людини може значно варіювати. Це видно на прикладі ЕЕГ двох здорових людей, наведених на рис. 16. На обох кривих внизу дана запис показників частотного аналізу. Кожен пік відображає результат інтегрування активності відповідного діапазону частот: дельта, тета, альфа, бета 1 і бета 2 - потиличного і лобного відведення ЕЕГ. У першого здорового досліджуваного основна відмінність ЕЕГ потиличної і лобової областей виявляється в діапазоні альфа-ритму: в потиличній області показання інтегратора по альфа-ритму досягають 110 одиниць, в той час як в лобовій області альфа-ритм виражений значно слабше (показання інтегратора складають лише 67 одиниць). Інші частотні складові цих двох відведень у першого здорової людини в лобовій і потиличної ЕЕГ відрізняються різко. Спектр ЕЕГ другого здорового досліджуваного значно відрізняється від спектра першого: альфа-активність виражена слабше, причому відмінність її інтегральної активності в потиличній і лобовій областях невелика (37 і 32 одиниці). Інші частотні складові мають близькі показники при інтегруванні.
Крім цих частотних складових, ЕЕГ включає також коливання потенціалу більш високої частоти - до 100, 200 і навіть 500 коливань в секунду, які мають амплітуду у багато разів менше, ніж бета- і гамма-коливання, і можуть бути виявлені лише за допомогою спеціальних прийомів і апаратури. Коливання такої високої частоти, можливо, мають відношення до імпульсної активності нейронів досліджуваної області кори (Lion, Winter, Lewin, 1950 К. А. Грінявічус і ін., 1966). Ці ритми зазвичай не беруться до уваги при аналізі ЕЕГ людини, почасти внаслідок великих труднощів їх реєстрації.
У ЕЕГ є також повільні коливання потенціалу, набагато перевищують тривалість дельта-хвиль. Ці потенціали - «сверхмедленного потенціали» - мають тривалість, вимірювану секундами або навіть хвилинами. Вони вперше були отримані на мозку тварин при реєстрації з відкритою поверхні кори і в певних умовах зареєстровані в ЕЕГ людини через покриви голови (В. С. Русинів, 1947- Т. Б. Швець, 1958 Н. А. Аладжалова, 1962). Повільні потенціали у людини, які виявляються при виробленні реакцій на стереотип подразнень, були отримані Walter (1965) і названі Е-хвилі - «хвилі очікування». Повільні і «сверхмедленного» коливання потенціалу грають, мабуть, роль в регулюванні і коррелированность активності різних відділів мозку. Вони, однак, також ще недостатньо вивчені і не входять в арсенал електроенцефалографічні критеріїв, використовуваних для оцінки ЕЕГ в нормі та патології. Дослідження «сверхмедленних» коливань потенціалу у людини через покриви голови представляє труднощі також у зв`язку з тим, що вони мають велику схожість з шкірно-гальванічними потенціалами, відводяться від шкіри голови.
У передніх - лобно-центральних відділах півкулі у ряду здорових осіб - приблизно в 13% випадків - реєструється ритм, близький за частотою до альфа-ритму, але відрізняється від нього виборчої реакцією на пропріорецептивні роздратування (Н. Gastaut, 1952). Цей ритм названий роландіческой за ознакою локалізації в відведеннях поблизу роландовой борозни, «мю-ритмом», або арковідное ритмом, за ознакою аркообразной форми коливань на ЕЕГ. За ознакою локалізації і реакцій на роздратування поруч авторів (Kennedy, Gottsdanker, Armington, Gray, 1949 Chapman, Armington, Bragdon, 1962) був виділений також ритм «каппа», за частотою близький до альфа- ритму, який проявляється переважно в лобово скроневих відділах кори і змінюється при розумовій роботі. Були виявлені також ритмічні коливання потенціалу в потиличних ділянках кори - лямбда-хвилі, які проявляються під час світлового подразнення н пов`язані зі спостережними рухами очей.
Ритми ЕЕГ за своїми властивостями відносяться до категорії квазіперіо- дических, або майже періодичних, процесів, як вперше показав Н. Вінер, застосувавши для аналізу ЕЕГ метод автокореляції. Альфа- ритм найбільш чіткий ритм ЕЕГ - є квазіпериодичним процесом, періоди його коливань не строго постоянни- вони безперервно змінюються в межах 1-2 Гц і навіть 3 Гц.
Детальний аналіз ЕЕГ за допомогою спектрального методу на ЕОМ, що дозволяє з великою точністю визначити різні частотні складові процесу і їх співвідношення, встановив, що всі ритми ЕЕГ і навіть найбільш правильний по частоті альфа-ритм не мономорфного, а складаються з ряду близьких за частотою коливань. Наведена на рис. 18 спектрограмма ЕЕГ потиличної області кори здорової людини з домінуючим альфа-ритмом показує, що в діапазоні альфа при спектральному аналізі можна отримати пік з декількома вершинами і щодо великий шириною підстави - в 3 Гц і більше, що свідчить про те, що альфа-активність включає набір коливань близької частоти - від 9 до 12 Гц. У разі відсутності чіткого домінування альфа-ритму в ЕЕГ спектрограмма має шумовий характер, т. Е. Коливання потенціалу різної частоти мають близьку вираженість, є рівномірний або близьке до рівномірного розподіл потужності частотних компонентів. Частотні складові іншихдіапазонів на спектрограмах ЕЕГ здорової людини, як правило, показують шумовий характер.
Мал. 18. ЕЕГ (б) і спектрограмма (а) потиличного відведення у здорової людини.
Альфа-ритм, його вираженість і регулярність відображають функціональну налаштованість коркових елементів, яка забезпечує паралельну активність різних відділів мозку. Активність симетричних точок кори правої і лівої півкуль в нормі має велику схожість і значну синфазность коливань потенціалу. Застосування кореляційного аналізу ЕЕГ показало, що найбільша схожість має активність передніх відділів півкуль, що знаходить відображення у величині коефіцієнта кросскорреляціі ЕЕГ-0,8-0,9 (див. Главу XII), в той час як активність задніх відділів півкулі має лише помірну - коефіцієнт кросскорреляціі становить близько 0,6.
ЕЕГ різних відділів кори значно відрізняються, що добре видно по відмінності їх спектрів.
Як правило, не тільки амплітуда і сумарна активність альфа- ритму, але його частота в різних відділах кори різні: в потиличних відділах кори у здорових людей середня частота альфа-ритму статистично значимо вище середньої частоти альфа-ритму передніх - лобових відділів півкулі.
Є просторово-часова залежність домінуючих альфа-коливань різних відділів мозку. Відповідно до проведених досліджень із застосуванням кросскорреляціонной аналізу ЕЕГ, альфа-коливання раніше виникають в потиличних відділах кори і запізнюються в своєму виникненні в центральних і лобових областях кори, утворюючи повторювані цикли зміни потенціалу (Storm van Leeuwen, 1964- О. М. Гріндель, 1966) .
У осіб з відсутністю в ЕЕГ домінування альфа-ритму порушується не тільки синхронізація електричної активності в межах однієї зони кори, загальна налаштованість нервових елементів даної ділянки кори, а й просторово-часові відносини електричної активності всього мозку. Дані кореляційного аналізу ЕЕГ «без альфа- ритму» дозволяють вважати, що в цьому випадку має місце постійний приплив імпульсації в кору з підкіркових неспецифічних систем, т. Е. Кора знаходиться в стані постійної активації (О. М. Гріндель, 1966).
Вивчення кореляцій між картиною ЕЕГ і характеристикою типів вищої нервової діяльності та темпераменту дозволили ряду авторів прийти до висновку, що для здорових людей з десинхронизированное ЕЕГ типовий стан постійної підвищеної збудливості і дратівливості, в той час як особам з хорошою альфа-активністю властива задовільна врівноваженість нервових процесів (Mundy-Castle, 1957- Е. Н. Соколов, 1960 Н. Н. Данилова, 1963- В. Л. Небиліцін, 1963).
