Международная федерация обществ ЭЭГ рекомендовала стандартный метод расположения электродов на поверхности скальпа: систему "10-20".
Регистрация импульсной активности нервных клеток
Импульсная активность отдельных нейронов может оцениваться лишь у животных и в отдельных случаях во время оперативного вмешательства на мозге у человека.
С 1964 г. производят регистрацию импульсной активностинейронов подкорковых структур мозга. В этом случае введениеэлектродов осуществляется при стереотаксических операциях.
В некоторых случаях больным вживляют долгосрочные электроды, например, для выявления эпилептогенных очагов.
Регистрация вызванных потенциалов мозга человека, а также
потенциалов, связанных событиями
Предъявление одиночного стимула мало что меняет в картинеЭЭГ, поскольку эти изменения маскируются общей фоновой активностью. Для того, чтобы сделать изменения в ответ на определенный стимул видимыми, используют компьютер, усредняющий записи волновой активности при повторных предъявлениях того жестимула. Случайная по отношению к предъявлению стимула электрическая активность будет нивелироваться, тогда как специфическая активность, связанная со стимулом будет усиливаться.Такая активность называется вызванным потенциалом (ВП). В зависимости от поставленных в исследовании задач усреднение ЭЭГактивности производилось либо относительно стимула, либо отначала движения, следовавшего за стимулом. Полученных в различных экспериментальных ситуациях птенциалы стали называтьобщим термином - "потенциалы, связанные с событиями".
Вызванный потенциал (ВП), состоит из последовательностиотрицательных и положительных отклонений от основной линии идлится около 500 мс после окончания действия стимула. У ВПможно оценить амплитуду и латентный период возникновения.
Оценка локального кровотока мозга
Эффективность работы мозга может быть оценена по интенсивности его кровотока, поскольку он отражает скорость обменных процеcсов в мозге. В мозге отсутствуют запасы глюкозы, какнапример, в печени или мышцах, поэтому изменение локальногокровотока будет являться косвенным свидетельством измененияактивности соответствующей структуры мозга.
Вводя всонные артерии радиоактивный изотоп ксенон Кs 133 уже через 10секунд можно с помощью специальных детекторов наблюдать за током крови. Испускаемый этим изотопом поток гамма-излучениясчитается безвредным, а сам изотоп вымывается из крови в течение 15 минут. Наблюдение же за ним возможно в течение 40-50секунд. Недостатком этого метода является то, что изменениекровотока возможно только в участках мозга, получающих кровьиз соответствующей сонной артерии, а участки, получающие кровьиз других сосудов, остаются недоступными.
Существующие ныне детекторы позволяют определять кровотоктолько в коре мозга, не проникая в более глубокие структуры.Измерение кровотока может отражать достаточно длительные изменения активности мозга (не менее 2 минут) и не способен давать информацию о быстропротекающих процессах.
Томографические методы
Томография основанана получении срезов мозга с помощью специальных техник.
Использование томографов позволило изучать строение ифункционирование мозга прижизненно, что существенно облегчилопроцесс исследования этого органа и понимания процессов, происходящих в нем.
Компьютерная томография - это современный метод, позволяющий визуализировать особенности строения мозга человека с помощью компьютера и рентгеновской установки. В установке, предназначенной для компьютерной томографии, источник рентгеновских лучей вращается в одной плоскости вокруг головы, а рентгеновские детекторы постоянно регистрируютинтенсивность проходящего сквозь голову излучения. Компьютерные программы преобразуют полученные данные в срезы мозга различной глубины. Толщина подобныхсрезов может не превышать 5 мм. Для улучшения качества изображения перед исследованиемвводится контрастное вещество.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)позволяет оценить метаболическую активность вразличных участках мозга. Он во многом схож с авторадиографией: испытуемый проглатывает радиоактивное соединение, позволяющее проследить изменения кровотока в том или ином отделе мозга, что косвенно указывает на уровень метаболической активности в нем. Таким радиоактивным соединением может быть 2-дезоксиглюкоза, имеющая одну из меток - радиоактивные изотопы углерода (С11), фтора (F18), кислорода (О15), азота (N13).
Время полураспада этих веществ составляет от 110 минутдля фтора до 2 минут для кислорода. Метаболически активныеучастки мозга с большей интенсивностью поглощают 2-дезоксиглюкозу из крови, однако, в отличие от обычной глюкозы, она не
включается в метаболические процессы и только накапливается вмозге. Радиоактивные изотопы излучают позитроны, которые,встречая в мозгу электроны, уничтожаются (аннигилируют), излучая 2 гамма-луча, направляющихся в противоположные стороны. В
специальной камере монтируются детекторы гамма-лучей, собранные в кольца. В эту камеру помещается голова испытуемого, радиоактивные молекулы 2-дезоксиглюкозы фиксируются сканнером. Полученные данныеобрабатываются компьютером, и на основе этих результатов воссоздается картина метаболически активных участков мозга.
Метод ядерно-магнитного резонанса позволяет визуализировать строение мозга, как и при компьютерной томографии, но онне связан с использование радиоактивных лучей. При этом методевокруг головы испытуемого создается очень сильное магнитноеполе, которое воздействует на ядра атомов водорода, имеющихвнутреннее вращение. В обычных условиях оси вращения каждогоядра имеют случайное направление. В магнитном поле они меняютсвою ориентацию в соответствии с силовыми линиями этого поля.Выключение поля ведет к тому, что атомы утрачивают единое направление осей вращения и вследствие этого начинают излучатьэнергию. Эту энергию фиксирует датчик, а информация об этомпередается на компьютер.
Повторение циклов воздействия магнитного поля и его выключения дает достаточное количество данных для того, чтобы накомпьютере было создано послойное изображение мозга. Для повышения разрешающей способности таких томографов иногда такжеиспользуются контрастные вещества, содержащие таллий и гадолиний.
Реоэнцефалография
Реоэнцефалография (РЭГ) представляет собой метод исследования кровообращения головного мозга человека, основанный нарегистрации изменений пассивных электрических характеристикмежду электродами, фиксированными на кожных покровах головы (Москаленко, 1977). Идея, положенная в основу метода состоит в том, что электрические параметры тканей мозга различны,поэтому любые изменения удельных соотношений в закрытой черепной коробке будут отражаться на комплексном электрическом сопротивлении.
Наиболее распространенная модификация этого метода основана на анализе динамики амплитуды и формы пульсовых колебанийэлектрического сопротивления при различных состояниях системывнутричерепного кровообращения. Приборы для регистрации РЭГ представляют собой приставку свнутренним усилителем к электроэнцефалографу или электрокардиографу.
Электромиография
Электромиография - это метод регистрации суммарных колебаний электрической активности, возникающей при сокращениимышц. Поверхностная ЭМГ суммарноотражает разряды двигательных единиц, вызывающих сокращение.Поскольку ее регистрируют с поверхности кожи, все обстоит несколько сложнее. Разряды мышц, располагающихся на разной глубине от поверхности, ослабляются различным образом. В тоже времяуровень электрической активности соответствует общей величинемышечного напряжения (Хэссет, 1981).
Полученные сигналы сначала подвергаются выпрямлению, за тем интегрируются (то есть производится вычисление площади,находящейся под графической кривой ЭМГ). ЭМГ содержит множество высокочастотных компонентов, что создает трудности при ре-
гистрации ее с помощью обычных полиграфов, поэтому для большейточности исследования предлагается использовать осциллографы.
Электроокулография
Электроокулография - метод регистрации электрической активности, возникающей при движении глаз. Роговица глаза имеетположительный заряд относительно сетчатки, что создает постоянный потенциал - корнеоретинальный потенциал. При измененииположения глаза происходит переориентация этого потенциала, что можно зафиксировать с помощью прибора.
При записи с помощью усилителя постоянного тока можно получить информацию об ориентации глаз, при использовании усилителя переменного тока - только запись движений глаз.
Кожно-гальваническая реакция
Электрическая активность кожи - кожно-гальваническая реакция (КГР) - определяется двумя способами. Первый – измерениекожного сопротивления, второй - измерение разности потенциалов между двумя точками наповерхности кожи.
Сопоставление КГР, измеренных разными методами, привело к выводу, что измененияразности кожных потенциалов и кожного сопротивления отражаютодну и ту же рефлекторную реакцию, измеряемую в различных физических условиях. Изменения сопротивления всегда представляются однофазной волной уменьшения исходного кожного сопротивления. Изменения кожных потенциалов могут выражаться в видеволн различной полярности, часто многофазных. Разность потенциалов кожи включает эпидермальный компонент, не связанный с активностью потовых желез,тогда как проводимость кожи его не имеет.
Критические периоды раннего онтогенеза.
Исследования последних лет свидетельствуют о том, что первые годыжизни ребенка являются определяющими для развития его интеллекта. В это время под влиянием внешних стимулов мозг интенсивно развивается.