1 (Несколько готовых курсовых проектов)

Вызванные потенциалы и использование ЭЭГ ВП в медико-биологических исследованиях и клинической практике.

Вызванными потенциалами (ВП) называются биоэлектрические сигналы, которые являются реакцией мозга на внешний раздражитель или внутренне обусловленный нервный процесс. Наиболее распространены раздражители визуального и аудиального типа.

Метод вызванных потенциалов применяют для того, чтобы создать функциональную нагрузку на нужный отдел мозга. При создании вызванных потенциалов учитывают 1-е и 2-е ответы. 1-й ответ регистрируется в корковых зонах соответствующих отделов мозга. Первичный ответ — это регистрация специфических ритмов сразу после воздействия раздражителя. Вторичный ответ — это неспецифический ответ. Он возникает через некоторое время после действия раздражителя.

Методика вызванных потенциалов мозга заключается в выделении и усреднении слабых и сверхслабых потенциалов биоэлектрической активности мозга в ответ на различные афферентные стимулы. Виды подаваемых стимулов могут быть как экзогенные - зрительные, слуховые, чувствительные, так и эндогенные - когнитивные.

Метод ВП появился в 50-е годы, когда впервые методику усреднения вызванных биоэлектрических сигналов мозга, предложил английский ученый Dawson. Позднее, в 70-е годы, американский ученый Jewett показал возможность регистрации на поверхности головы ответов от отдаленных структур мозга. Большим преимуществом методики ВП является ее неинвазивность, единый алгоритм трактовки и информативность. Применение метода ВП позволяет объективно оценивать на ранних стадиях различные неврологические расстройства функционирования сенсомоторной коры и проводящих путей, сетчатки, зрительных путей и зрительной коры, функцию слуха; локализацию нарушений на уровне ствола мозга, оценку проводящих путей спинного мозга, когнитивных функций мозга, моторных порогов, комы и смерти мозга и т.д.

Метод вызванные потенциалы (ВП) давно является одним из ведущих в экспериментальной нейрофизиологии; с помощью этого метода получены убедительные данные, раскрывающие сущность ряда важнейших механизмов мозга. Можно с уверенностью считать, что большая часть сведений о функциональной организации нервной системы получены с помощью этого
метода. Развитие методов, позволяющих записывать ВП у человека, открывает блестящие перспективы для изучения психических заболеваний.

Одним из основных методов анализа деятельности мозга является изучение биоэлектрической активности различных структур, сопоставление записей, одновременно отводимых от различных участков мозга, как в случае спонтанной активности этих структур, так и в случае электрических реакций на кратковременные одиночные и ритмические афферентные стимулы.
Часто используются также одиночное или ритмическое электрическое раздражение тех или иных образований мозга с записью реакций в других структурах.

Для регистрации вызванных потенциалов используют электроэнцефалографы (в основном - для регистрации длиннолатентных ВП) или же электромиографы (для регистрации коротколатентных ВП). Коротколатентные ВП - это суммарный электрический ответ мозга на внешний раздражитель в течение нескольких первых миллисекунд после предъявления стимула. Регистрация коротколатентных ВП требует более высокой частоты опроса, что больше характерно для электромиографов, чем для электроэнцефалографов. Поскольку амплитуда ВП (5-15 мкВ) гораздо меньше амплитуды ЭЭГ в состоянии бодрствования(20-70 мкВ), то для выделения ВП проводят когерентное накопление ВП: стимул предъявляется несколько раз (рекомендуется - не менее 25), после чего компьютер суммирует отрезки ЭЭГ продолжительностью 0,5-2 с, которые следуют сразу после предъявления стимула. В результате постоянные компоненты ВП суммируются, а "случайные" компоненты ЭЭГ, наложившиеся на запись во время регистрации ВП, нивелируются.[ВИК]

Регистрация ответов нервов и отдельных нервных волокон на электрические стимулы позволила исследовать основные закономерности возникновения и проведения нервных импульсов в нервных проводниках. Анализ ответов отдельных нейронов и их скоплений на раздражение выявил основные законы
возникновения торможения и возбуждения в нервной системе. Метод ВП является главным способом установления наличия функциональных связей периферии с центральными нервными механизмами и исследования межцентральных соотношений в нервной системе. Регистрируя ВП, удалось установить основные закономерности функционирования специфической и
неспецифической систем афферентации и их взаимодействия между собой.

Методом ВП изучены характеристики изменения реактивности ЦНС на афферентные стимулы в зависимости от уровня функциональной активности мозга; исследованы закономерности взаимодействия синхронизующих и десинхронизующих систем ствола, таламуса и переднего мозга.

Исследования ВП различных уровней нервной системы являются основным методом тестирования действия фармакологических нейротропных препаратов.
С помощью метода ВП успешно изучают в экспериментах процессы высшей нервной деятельности: выработку условных рефлексов, сложные формы обучения, эмоциональные реакции, процессы принятия решения.

Методика ВП прежде всего применима для объективного тестирования сенсорных функций (зрения, слуха, соматической чувствительности), для получения более точных сведений о локализации органических церебральных поражений, для изучения состояния проводящих путей мозга и реактивности
различных церебральных систем при патологических процессах.

Характеристиками вызванных потенциалов являются латентный период, полярность, форма и поведение при разного рода воздействиях. Первоначально ВП выступали как основа для анализа реакций мозга на внешние стимулы, в дальнейшем стали использоваться и для анализа внутренне обусловленных нервных процессов. На основании данных, полученных с помощью этого метода, строятся гипотезы относительно восприятия, внимания, интеллекта, функциональной асимметрии мозга и индивидуальной психофизиологической дифференциации. В частности, могут быть зафиксированы биоэлектрические колебания, связанные с активностью двигательной коры (моторный потенциал), с окончанием движения, с состоянием намерения произвести какое-либо действие (Е-волна), пропуска ожидаемого стимула. Форма, амплитуда и латентный период колебаний вызванных потенциалов обусловлены местом локализации регистрирующего электрода, модальностью и интенсивностью стимула, состоянием и индивидуальными особенностей индивида.[ВИК]

Наиболее широкое применение в качестве метода оценки состояния сенсорной системы исследование ВП нашло в области изучения нарушений слуховой функции; методика получила название объективной аудиометрии.
Преимущества ее очевидны: появляется возможность исследовать слух у детей грудного возраста, у лиц с нарушением сознания и контакта с окружающими, в случаях истерической и симулируемой глухоты. Также, путем регистрации ВП от брюшной стенки матери в области, соответствующей головке плода, можно выявлять степень развития функций слуха у плода человека.

Достаточно перспективным представляется изучение зрительных ВП (ЗВП), учитывая большое значение оценки состояния зрительных систем в топической диагностике церебральных поражений.

Исследование соматосенсорных ВП (ССВП) позволяет определять состояние сенсорных проводников на всем протяжении от периферии до коры. Поскольку ССВП имеют соматотопику, соответствующую корковым проекциям тела, особый интерес приобретает их исследование при поражении сенсорных систем на уровне головного мозга. Большое практическое значение может иметь исследование ВП с целью дифференциации органических и функциональных (невротических) сенсорных нарушений. Это дает основание использовать методику ССВП в судебной медицине.

Помимо исследования ВП на относительно простые стимулы (короткая вспышка света, звуковой щелчок, короткий импульс электрического тока), в последнее время появился ряд исследований ВП на более сложные виды стимуляции с использованием также более сложных способов выделения и
анализа ВП. В частности, достаточно широко исследуются ВП на
предъявление зрительных стимулов, представляющих собой изображение. Чаще всего используют изображение синусоидальную модулированной по яркости или контрастной решетки или шахматного рисунка с различными
пространственными частотами и мерой контраста. Изображение предъявляют как относительно продолжительным засвечиванием. Кроме того, используют предъявление с помощью синусоидально модулированного во времени по яркости светового потока. Пользуясь этим методом, получают так называемые ВП постоянного состояния. Этот ВП представляет собой
колебательный синусоидальный процесс с постоянными частотно-амплитудными характеристиками, находящийся в определенном частотно-амплитудном соотношении с частотой и интенсивностью светового потока, осуществляющего визуальную стимуляцию. Такие потенциалы чаще всего применяют в тестированиях функции зрения, причем в настоящее время исследования не выходят в основном за рамки лабораторных экспериментов.

Исследование ВП находят применение во многих областях клинической практики: локальное деструктивные поражения нервной системы; поражения периферической нервной системы; поражение спинного мозга; поражение ствола мозга; поражение полушарий мозга; поражение таламуса; супраталамические поражения; нервные болезни: эпилепсия; опухоли ЦНС; церебрально-сосудистые нарушения; черепно-мозговая травма; деминиции; метаболические нарушения; кома и вегетативное состояние; реанимационный мониторинг.
Возможности метода ВП позволяют не только обнаружить структурный уровень поражения анализатора, но и количественно оценить характер поражения сенсорной функции человека в различных звеньях анализатора. Особую ценность и уникальность метод регистрации ВП представляет для обнаружения сенсорных нарушений у детей самого раннего возраста. Системы, использующие метод ВП используются в нейрологии, нейрохирургии, дефектологии, клинической аудиометрии, психиатрии,судебно-психиатрической, военной и трудовой экспертизе.

Огромный интерес представляет исследование ВП при эпилепсии, учитывая большую роль, которую играет афферентная импульсация в патогенезе развития эпилептических припадков. Высокая чувствительность ВП к изменениям функционального состояния мозга под влиянием фармакологических препаратов позволяет использовать их с целью тестирования эффектов лечения при эпилепсии.

Сегодня с помощью ЭЭГ и методики вызванных потенциалов можно увидеть работу мозга в режиме реального времени, разглядеть взаимодействие его систем в процессе решения задач, выявить способность отделять значимую информацию от незначимой, определять скорость мыслительных процессов и объем оперативной памяти. Эти методики оценивают и биологический возраст мозга (часто он не соответствует паспортным данным).

Использование ВП является неоценимым средством для раннего обнаружения и прогноза неврологических расстройств при различных заболеваниях, таких как инсульт, опухоли головного мозга, последствия черепно-мозговой травмы, а также рассеянный склероз и другие демиелинизирующие заболевания.

Исследования показывают, что зрение доставляет нам 70% информации, слух - 15% и осязание 10%. Раннее определение степени дисфункции трех наиболее важных сенсорных чувств и состояния их сенсорных функций методом ВП является, таким образом, жизненно важным для применения адекватного лечения различных заболеваний.

В последнее время ВП находят широкое применение для объективного исследования центральных механизмов нарушения сенсорных функций. Объективная оценка степени нарушения и уровня поражения анализаторной системы, не требующей словесного отчета больного, представляет удобство при исследовании маленьких детей, психически измененных пациентов или негативно настроенных на обследование больных.

В настоящее время основные области применения методики ВП: оценка расстройств зрительного пути, тестирование функций слуха, оценка состояния сенсомоторной коры, нарушение коры мозга, локализация нарушений ствола мозга, состояние когнитивных функций мозга, нарушение периферических нервов, нарушение движений глаз и процессов в сетчатке, нарушение в проводящих путях спинного мозга, оценка комы и смерть мозга.