к какому возрасту происходит окончательное формирование биоэлектрической активности головного мозга

Заказать обратный звонок

Запись на прием к специалисту Центра

Психотерапевт Мартынов Сергей Егорович

Психолог, семейный психолог, клинический психолог Теперик Римма Фёдоровна

Психолог Копьёв Андрей Феликсович

Конфликтолог, психолог, клинический психолог Цуранова Наталья Александровна

Ночевкина Алёна Игоревна

Психолог, клинический психолог Алиева Лейла. Телесная терапия и арт-терапия.

Психолог Михайлова Анна Дмитриевна

Психолог, семейный психолог, коуч Волкова Татьяна

Детский психолог Горина Екатерина

Психолог Светлана Ткачева

Клинический психолог, психолог, психотерапевт Прокофьева Анна Вячеславовна

Основатель беатотерапии, психолог, клинический психолог Спиваковская Алла Семеновна

Психиатр Фролов Алексей Михайлович

Подростковый психолог Каравашкина Елена

Ведущий логопед Кухтина Алла Юрьевна

Подростковый психолог Максимов Алексей Вячеславович

Детский психолог Таранова Ирина Юрьевна

Психолог, юнгианский аналитик Юзьвак Екатерина Григорьевна

Психолог, клинический психолог, психоаналитический психотерапевт Ермушева Анастасия Алексеевна

Клинический психолог, психотерапевт, нейропсихолог Баринская Янина Сергеевна

Врач-психотерапевт Сивков Евгений Евгеньевич

Нейропсихолог Трофимова Александра Константиновна

Глава 4. Морфо- и функциогенез мозга. Биоэлектрическая активность мозга

4.2.3. Биоэлектрическая активность мозга

Специфика пространственно-временной организации ритмических составляющих ЭЭГ, анализ фоновой и вызванной электрической ак­тивности мозга позволяют выявить характер функционального созре­вания подкорковых структур, определенных отделов коры в разные возрастные периоды. Так, снижение с возрастом тета-ритма в ЭЭГ свидетельствует об уменьшении роли неспецифических подкорко­вых структур в генезе биоэлектрической активности. Увеличение вы­раженности основного ритма биоэлектрической активности — альфа- ритма и формирование его пространственной организации отражает созревание коры больших полушарий.

Анализ электрической активности мозга выявил, что в раннем постнатальном периоде наиболее функционально зрелыми являются мезодиэнцефальные структуры мозга, относящиеся к первому функцио­нальному блоку мозга (Новикова Л. А. и др., 1975).

Основные периоды, которые можно охарактеризовать как пере­ломные в динамике изменений альфа-ритма — это 6 лет, 9-10 лет. В период полового созревания (12-14 лет) возникают регрессив­ные отклонения в ЭЭГ за счет усиления мощности тета-активности. Пространственная синхронизация ритмов ЭЭГ покоя, свойствен­ная взрослым, формируется по завершении этого периода. Это отражает становление зрелого типа структурно-функциональной организа­ции мозга, характерной для состояния спокойного бодрствования (Алферова В. В. и др., 1990).

Работа первого функционального блока мозга связана с двумя ос­новными видами активации:

1) общей, генерализованной, адресованной ко всему мозгу (обеспе­чивается подкорковыми отделами первого блока мозга и лежит в основе функциональных состояний);

2) специфической, локальной, направленной к конкретным струк­турам (обеспечивается корковыми отделами первого блока мозга и выступает основой для осуществления психических функций) (Хомская Е.Д., 2002).

Основные изменения в системе активации мозга также происходят постепенно. Первоначально фиксируется общая генерализованная форма активации мозга. К 7-10-летнему возрасту происходит пере­ход от генерализованной к регионарно-специфической форме актива­ции. В 11-14 лет наблюдается регрессивная динамика в функциониро­вании регуляторной системы, связанная с изменением гормонального профиля организма. С 14-15 лет происходит восстановление реактив­ности активационной системы и приближение характера ее функцио­нирования к взрослому уровню (Горев А. С., 1990).

Центральные отделы анализаторных систем располагаются во вто­ром функциональном блоке мозга. Все анализаторные системы способ­ны к функционированию с первых дней жизни ребенка, но к моменту рождения наименее готовыми оказываются дистантные анализаторы.

Наиболее хорошо в настоящее время проанализировано становле­ние зрительной системы.

Согласно психофизиологическим данным, существенные перестрой­ки зрительного восприятия происходят в период от 3-4 к 6-7 годам.

Вызванные потенциалы (ВП) в проекционной корковой зоне на про­стые и оформленные зрительные стимулы, которые обнаруживаются у новорожденного ребенка, сначала носят локальный характер и мо­гут расцениваться как сенсорно-специфический ответ. Они отражают наличие ощущения и возможность первичного анализа стимула.

К концу первого года жизни структура ВП становится близкой к та­ковой у взрослого, к пятилетнему возрасту сокращаются и временные параметры вызванного ответа (латентный период и длительность от­дельных фаз).

В 3-4-летнем возрасте структура ВП в каудальных областях коры имеет сходный характер в ответ на сложно структурированные стиму­лы. Это может свидетельствовать об одинаковой задействованное™ проекционной коры и заднеассоциатпивных областей (зона ТГЮ) в их анализе, то есть заднеассоциативные отделы, также как и первичные поля, выполняют сенсорную функцию, дублируя функцию проекци­онной зоны.

После 5-6 лет структура вызванного потенциала в ТПО становится не всегда сходной со структурой ВП в проекционной зоне. Это соот­ветствует психологическим и психофизиологическим данным, в соот­ветствии с которыми в 5-7 лет происходят существенные сдвиги в зри­тельном восприятии, связанные с облегчением процесса выработки эталонов, в том числе на сложные, ранее незнакомые стимулы.

После 9-10 лет происходит удлинение времени обработки сложных сенсорных стимулов, которое следует рассматривать как результат со­вершенствования межцентральной интеграции в отдельных звеньях зрительной системы.

В 9-11-летнем возрасте отмечается вовлечение в опознание лобной области (третий функциональный блок мозга), которое сохраняется в ходе дальнейшего онтогенеза.

Созревание передней ассоциативной области коры создает возмож­ность регуляции сенсорных процессов (А. Р. Лурия) при решении пер­цептивной задачи. Так, в возрасте 3-4 года, несмотря на усвоение деть­ми словесной инструкции, выполняющей регулирующую роль, она не выполнялась и ее введение не влияло на параметры ВП. Изменения возникали начиная с 4-5-летнего возраста, а существенные измене­ния в произвольной организации отмечены с 6-7 лет. Начиная с 9- 10 лет введение мобилизующей инструкции приводит к четким из­менениям параметров ВП в ассоциативной и проекционной зонах. Возможность избирательного вовлечения корковых зон в процессы восприятия совершенствуется до 14-15-летнего возраста.

Важную роль в зрительном восприятии имеют не только внутриполушарные особенности реализации зрительных операций, но и межполушарные взаимодействия. Интенсивное развитие мозолистого тела начинается в дошкольном возрасте, и, по некоторым данным, су­щественные изменения в межполушарном взаимодействии отмечаются к 6-7 годам. В 5 лет как в правом, так и в левом полушариях образуются функциональные объединения затылочных областей с заднеассоциативными, а теменных зон с перед нецентральными структурами. В 6 лет отмечается усиление межполушарных функциональных связей заты­лочных и височных областей, специализированное (по взрослому типу) вовлечение в выполнение заданий затылочных и заднеассоциативных областей правого полушария и усиление их взаимосвязи с лоб­ной корой (Развитие мозга ребенка, 1965; Бетелева Т. Г., 1975, 1990; Фарбер Д. А. и др., 1988,1990,1997,1998).

Формирование функциональных систем подразумевает наличие связей между различными мозговыми центрами.

В работах А. Н. Шеповальникова и др. (1997) сформулирована ги­потеза об относительно независимом и гетерохронном становлении в ходе онтогенеза у детей двух функционально различных систем свя­зей коры больших полушарий. На начальных этапах развития мозга ребенка координированная деятельность кортикальных структур обеспечивается в значительной мере за счет наличия к моменту рож­дения относительно зрелых, генетически детерминированных связей.

Они ответственны за процессы дистантной (связывают отдаленные центры) интеграции нервной активности кортикальных полей в целост­ную деятельность мозга, то есть формируют основной «каркас» единой распределенной системы мозговой активности. Это система «длинных» связей.

Другая система представлена относительно короткими межкорти­кальными взаимосвязями («короткие» связи). По-видимому, именно эта, менее жесткая и более пластичная, система связей ответственна в большей мере за обеспечение процессов обучения и гибкого приспо­собления организма к окружающей среде.

Полученные ими результаты позволяют оценить роль церебраль­ных структур и связывающих их волокон, которые уже на ранних стадиях постнатального развития оказываются наиболее существенны­ми для обеспечения устойчивой интеграции биоэлектрической актив­ности в целостную динамическую систему.

Система «длинных» связей, в первую очередь, через комиссуральные структуры соединяет билатерально, симметрично расположенные отделы неокортекса. Во вторую очередь, она обеспечивает продольные взаимосвязи структур, расположенных в пределах каждого из полу­шарий (рис. 4.2)

В частности, у младенцев с врожденным отсутствием мозолистого тела отмечается низкий уровень межполушарной когерентности. У детей 10- 14 лет с таким дефектом при сохранной способности к обучению и небольшом снижении IQ наблюдается компенсаторное развитие гиперфункции левого полушария и повышение внутриполушарной когерентности ЭЭГ в левом полушарии при выраженном снижении в правом полушарии.

Наличие действующих межполушарных связей на ранних этапах онтогенеза является, таким образом, важным условием для обучения и развития познавательных способностей младенцев. Возраст 6-7 лет рассматривается как переходный к стадии «полноразмерного» межполушарного взаимодействия.

В целом можно говорить, что в ходе постнатального онтогенеза происходит опережающее развитие не только определенных цереб­ральных структур, но и тех волокнистых систем, которые формиру­ют процессы глобальной интеграции деятельности мозга в единую распределительную систему. В первую очередь это «длинные», ассо­циативные и транскаллозальные волоконные системы, составляющие своеобразный продольно-поперечный «каркас» неокортекса. Вероят­но, определенная зрелость этих путей существует уже в первые дни жизни ребенка.

Наиболее жестким и специализированным звеном в коре больших полушарий являются проекционные зоны, осуществляющие анализ сенсорной информации. Ассоциативные отделы коры, наряду с пере­работкой, хранением информации, формированием планов и про­грамм деятельности играют важную роль и в организации межцент­рального взаимодействия, в особенности его динамической формы. Обладая широкой системой афферентных и эфферентных связей с другими корковыми структурами и лимбико-ретикулярным комп­лексом, ассоциативные отделы принимают участие в регуляции фун­кционального состояния и реактивности различных мозговых образо­ваний и являются’организующим звеном в системе межцентральной интеграции. Особенно велика в этом роль переднеассоциатнвных от­делов (Фарбер Д. А., 1990; Фарбер Д. А. и др., 1998).

Источник

Альфа-Ритм

Медицинский консультативно-диагностический центр по вопросам диагностики и лечения эпилепсии и других пароксизмальных состояний Альфа-ритм

Telephone

Address in Ekaterinburg

Особенности биоэлектрической активности головного мозга больных эпилепсией

Особенности биоэлектрической активности головного мозга больных эпилепсией пожилого и старческого возраста

О.Н. Кирилловских, В.С. Мякотных, Е.В. Сорокова, К.В. Мякотных, Т.А. Боровкова
Уральская государственная медицинская академия, 620905 Екатеринбург, ул. Соболева, 25

Обследовано 89 пациентов пожилого и старческого возраста с различными формами эпилепсии. Определены общие характерные черты биоэлектрической активности головного мозга пожилых пациентов, страдающих эпилепсией, выявлены особенности электроэнцефалографической картины в зависимости от формы заболевания, возраста его дебюта, выраженности цереброваскулярной патологии. Показано, что контроль ЭЭГ в динамике помогает в подборе адекватной противоэпилептической терапии и позволяет избежать утяжеления когнитивного дефицита.

Ключевые слова: эпилепсия, пожилой и старческий возраст, ЭЭГ, цереброваскулярная патология, когнитивный дефицит.

Актуальность проблемы.

В последние годы все большее внимание приобретает проблема эпилепсии пожилого и старческого возраста, дифференциального диагноза эпилептических припадков и неэпилептических пароксизмальных состояний иного генеза, а также возможностей лечения эпилепсии у пожилых, страдающих множественной патологией [1,3,8]. Считается, что эпилепсия является заболеванием, развивающимся на основе генетически детерминированной предрасположенности головного мозга в сочетании с экзогенными факторами, определяющими ее актуализацию в клинической форме [4]. Доказано, что этой генетически детерминированной фенотипической предосновой развития эпилепсии у детей и подростков является высокоамплитудная синхронизация работы нейронов во всех частотных диапазонах. Но в процессе естественной возрастной трансформации биоэлектрической активности головного мозга происходит замедление основных корковых ритмов, прежде всего альфа-ритма, который выступает при старении в роли биологических часов. Кроме того, наблюдается снижение общего амплитудного уровня ЭЭГ и повышение доли бета-активности вследствие усиления неспецифических активирующих влияний срединно-стволовых структур [4,7]. Также с возрастом увеличивается количество медленных волн (МВ), преимущественно тета-диапазона, возникающих как регионально, преимущественно в лобно-височных областях, так и в виде генерализованного замедления основных корковых ритмов. Тем не менее, несмотря на происходящие возрастные изменения биоэлектрической активности головного мозга и укоренившееся мнение о том, что эпилепсия является заболеванием преимущественно представителей молодого возраста, заболеваемость эпилепсией в старших возрастных группах продолжает расти [7]. Поэтому нам показалось интересным определить особенности биоэлектрической активности как у пожилых пациентов с длительным анамнезом эпилепсии, так и у пациентов с дебютом эпилепсии в возрасте старше 60 лет.

Цель исследования

С помощью электроэнцефалографических (ЭЭГ) исследований определить особенности биоэлектрической активности головного мозга при эпилепсии у лиц пожилого и старческого возраста.

Материалы и методы.

В течение 5 лет, с 2006 по 2010 гг. проводилось проспективное исследование клинико-нейрофизиологических особенностей эпилепсии и возможностей ее лечения у 89 пациентов в возрасте 63-96 лет (m=75,5±6,87 лет). Диагноз эпилепсии во всех случаях был установлен на основании наблюдения не менее двух неспровоцированных эпилептических приступов. Критерием исключения являлся эпилептический синдром вследствие опухоли мозга, болезнь Альцгеймера. Группа контроля была представлена 30 пациентами в возрасте 65-85 лет (m=75±5,66 лет), не страдающих эпилепсией, но имеющих сходный спектр сопутствующей патологии, в основном сердечно-сосудистой. В зависимости от времени дебюта эпилепсии все больные основной группы наблюдений были подразделены на две сравниваемые группы: 1-я – пациенты с дебютом эпилепсии в пожилом и старческом возрасте, в основном постинсультного генеза (n=34); 2-я – пациенты с длительным анамнезом эпилепсии при ее дебюте до 60-летнего возраста (n=55). Отдельно из представителей 2-й группы была выделена подгруппа 2А – 18 пациентов старческого возраста, старше 80 лет, перенесших в годы Великой Отечественной войны тяжелую черепно-мозговую травму (ЧМТ) и страдающих посттравматической эпилепсией. Всем пациентам в исследуемых группах проводилось ЭЭГ исследование с периодичностью 4-6 за год. Применяли регистрацию ЭЭГ с визуальной оценкой и вычислением индексов для стандартных частотных диапазонов на компьютерном электроэнцефалографе «Энцефалан-131-01» (Россия, Таганрог). В процессе подбора оптимальной комбинации противоэпилептических препаратов записывали ЭЭГ в динамике через 5, 14 и 30 дней после смены схемы лечения. В случае отсутствия на рутинной ЭЭГ эпилептиформной активности или при сомнительных результатах больным проводили ЭЭГ с депривацией сна, дневной амбулаторный ЭЭГ – мониторинг, ЭЭГ- мониторинг сна на аппарате «Nicolet-one». При проведении ЭЭГ с частичной депривацией сна, лучше переносимой пожилыми, больного будили накануне в 4 часа утра и в 9 часов проводили запись ЭЭГ. Запись проводилась при биполярном и монополярном монтаже электродов с использованием 18-21 стандартного отведения по схеме 10-20, в качестве функциональных проб использовались: открывание и закрывание глаз, ритмичная фотостимуляция с частотой 3, 5, 10 и 15 Гц, блок с непрерывным возрастанием частоты фотостимуляции с 3 до 27 Гц и гипервентиляция в течение 3 минут. Оценка результатов ЭЭГ проводилась с использованием современных методов интерпретации – компьютерной обработки с вычислением индекса и амплитуды основных ритмов ЭЭГ, однако основным методов оценки ЭЭГ являлся визуальный. Первичная оценка варианта ЭЭГ проводилась с использованием классификации Е.А. Жирмунской [2], более детальное описание патологических изменений – с использованием Классификации Американской Ассоциации нейрофизиологов [6].

Результаты и их обсуждение.

При исследовании ЭЭГ пациентов обеих выделенных групп выявлены некоторые общие черты, которые отличают биоэлектрическую активность головного мозга пациентов больных эпилепсией пожилого и старческого возраста от таковой у лиц аналогичного возраста, но не страдающих эпилептическими припадками (табл. 1). Это, прежде всего, более высокий амплитудный уровень основных ритмов ЭЭГ: если в группе сравнения амплитуда ЭЭГ, как правило, не превышала 60 мкВ, то у больных эпилепсией средний амплитудный уровень оказался вдвое выше, составив 120-150 мкВ. Достоверных различий между представителями основной группы и группы контроля не выявлено только по частоте встречаемости межполушарной асимметрии, вспышек бета- активности и диффузной эпилептиформной активности. По остальным параметрам выявленные различия отчетливы и достоверны. Характерна также заметная тенденция к синхронизации основной биоэлектрической активности за счет дисфункции срединно-стволовых структур головного мозга. Tак, при исследовании рутинной ЭЭГ у 38 (42,7%) пациентов наблюдался высокоамплитудный для данного возраста вариант ЭЭГ с тенденцией к синхронизации основных корковых ритмов, в отличие от 2 (6,7%) пациентов контрольной группы (Р 40%7 (7,9%)18 (60%)Вспышки бета-активности (excessivе fast)15 (16,9%)3 (10%)Замедление основной фоновой активностиI степени24 (27%)4 (13,3%)II степени8 (9%)0III степени3 (3,4%)0Периодическое региональное замедлениев лобных отведениях23 (25,8%)5 (16,7%)в височных отведениях41 (46,1%)0Фокальная эпилептиформная активностьв состоянии бодрствования36 (40,4%)0в состоянии сна14 (15,7%)0Диффузная эпилептиформная активность5 (5,6%)0Индекс медленноволновой активности (%)39,5±6,529,9±3,1

На фоне дезорганизации фоновой биоэлектрической активности у 50 (56,2%) пациентов основной группы также наблюдалась гиперсинхронизация основных корковых ритмов; в группе контроля подобного рода наблюдений оказалось всего 2 (6,7%); Р

Источник

К какому возрасту происходит окончательное формирование биоэлектрической активности головного мозга

Одной из основных задач современной медицины является выявление функционального развития головного мозга, обеспечивающего формирование когнитивных процессов на разных этапах развития человека. Получить представления о функциональной активности головного мозга стало возможным после открытий немецкого психиатра Ганса Бергера, впервые применившего метод электроэнцефалографии (ЭЭГ) для регистрации биоэлектрической активности головного мозга. ЭЭГ изучает биоэлектрические процессы в головном мозге человека в диапазоне частот от 0,5 до 35 Гц [2, 3, 5, 8]. Как известно, ЭЭГ отражает функциональную активность головного мозга, которая зависит от степени зрелости мозговых структур. Поэтому очевидно, что по мере созревания различных структур ЦНС изменяется биоэлектрическая активность головного мозга, что нашло отражение во встречающихся в литературе данных о возрастных особенностях ЭЭГ у детей [6, 7, 9, 13]. В доступной литературе практически отсутствуют сведения об изменении амплитуды основных биопотенциалов ЭЭГ в процессе возрастного развития и при действии кратковременной гипоксии.

Выявление зависимости состояния различных отделов головного мозга от кислородного режима организма имеет большое значение как для характеристики состояния функций головного мозга у здоровых детей, подростков и юношей, так и для диагностики предпатологических состояний, основным патогенетическим звеном которых является гипоксия [5, 10, 14]. Поэтому в последние годы актуальным направлением исследований в физиологии стало изучение влияния кратковременной гипоксии на биоэлектрическую активность головного мозга. Особенности биоэлектрической активности головного мозга и нейрофизиологических механизмов, обеспечивающих оптимальный кислородный режим, находят непосредственное отображение в формировании когнитивных процессов [6, 12, 13].

Целью работы явилось изучение особенностей биоэлектрической активности головного мозга у детей, подростков и юношей в условиях гипоксии и выявление зависимости когнитивных процессов от биоэлектрической активности головного мозга.

Материал и методы исследования

Обследовано 250 здоровых лиц от 8 до 21 года, которые в соответствии с возрастной периодизацией, рекомендованной Институтом возрастной физиологии РАО (1965), были разделены на 3 возрастные группы: 1 группа – 65 детей 8–12 лет (второе детство), 2 группа – 75 детей в возрасте от 13 до 16 лет (подростковый период) и 3 группу составили 70 лиц в возрасте от 17 до 21 лет (юношеский период). Все обследованные были мужского пола и правшами. При проведении исследований респондентам и родителям была предоставлена полная информация о целях и характере исследований; обследование проводилось после получения письменного согласия респондентов и родителей на участие в исследованиях в соответствии с Хельсинским договором. Запись биопотенциалов головного мозга осуществлялась с использованием электроэнцефалографа Epas 29/40/44/64/128 Schwarzer (Германия, 2007) с компьютерным изображением полученных результатов в виде графиков в правых и левых затылочных (О1,О2), теменных (Р3,Р4), центральных (С3, С4), височных (Т3,Т4) и лобных (F3,F4) отведениях коры головного мозга. Расположение электродов соответствовало международной системе 10/20. Обследование включало запись так называемой «фоновой ЭЭГ» (или «ЭЭГ покоя»), и запись ЭЭГ при вдыхании воздуха с пониженным содержанием кислорода. Гипоксические газовые смеси поступали от аппарата «гипоксикатор» «Био-Нова-204», который конвертировал комнатный воздух в гипоксическую газовую смесь с регулируемым содержанием кислорода. Оптимальное содержание кислорода в гипоксической смеси и длительность вдыхания гипоксической смеси определялись в результате двухступенчатого гипоксического теста. Для определения умственной работоспособности использовались корректурные тесты, таблицы Анфимова, метод А.Г. Иванова-Смоленского, лабиринт Торндайка. Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программы «Microsoft Excel» и «Statistica 8,0» и парного и непарного t-критерия Стьюдента по правилам математической статистики. Все численные значения были представлены в виде среднего арифметического значения и стандартной ошибки среднего М ± m. Статистически достоверными считались различия при р 0,05) амплитуды дельта-ритма в затылочных и теменных долях головного мозга. Сравнение амплитуды основных биоритмов ЭЭГ в лобных долях при гипоксии указывало на то, что доля тета-активности и альфа-активности достоверно (р 0,05). Амплитуда тета-ритма в исследуемых областях коры головного мозга увеличилась в среднем до 33,67 ± 0,62 мкВ, наибольшие значения амплитуды тета-ритма зафиксированы во фронтальных, височных и центральных отделах головного мозга. В других областях головного мозга при гипоксии также отмечалось достоверное (р 0,05). Наиболее высокие значения амплитуды дельта-волн были зарегистрированы в теменных и затылочных областях коры мозга. Амплитуда тета-волн при гипоксии достоверно (р 0,05), кроме правой фронтальной и левой теменной области (табл. 2). У части юношей в ответ на вдыхание воздуха с пониженным содержанием кислорода на ЭЭГ реакция проявлялась в виде диффузной пароксизмальной активности, что также являлось нормальной реакцией коры головного мозга в данной возрастной группе.

Показатели (M ± m) амплитуды ритмов ЭЭГ у подростков 13–16 лет в условиях гипоксии

Источник