Магнітоенцефалографія
Відомі й інші методи енцефалографічних досліджень, одним із яких є магнітоенцефалографія (МЕГ). щоправда, він використовується набагато рідше, ніж ЕЕГ. Суть методу полягає у реєстрації параметрів магнітного поля, що виникає внаслідок сумарної біоелектричної активності головного мозку. Запис цих параметрів здійснюється неконтактним способом, тобто за допомогою спеціальних датчиків і камери, що ізолює магнітні поля мозку від більш сильних зовнішніх полів і дає можливість одержати магні- тоенцефалограму. Вважається, що МЕГ доповнює інформацію про активність мозку, одержувану за допомогою електроенцефалографії (рис. 7).
Рис. 7. Магнітоенцефалографія
Викликані потенціали. Метод викликаних потенціалів
Викликані потенціали (ВП) – зміни в сумарній біоелектричній активності мозку (біоелектричні коливання), що виникають у відповідь на різні види зовнішнього подразнення (сенсорні стимули). Ці біоелектричні коливання виглядають як послідовність з декількох позитивних і негативних хвиль, що тривають протягом 0,5-1 сек. після стимулу. Залежно від модальності пропонованих стимулів розрізняють такі види ВП: зорові (ЗВП), слухові (СВП), сомато-сенсорні (ССВП), тактильні, нюхові, смакові, вестибулярні, кінестетичні. Приклади ВП: коливання, зумовлені активністю рухової кори (моторний потенціал); потенціал, пов'язаний з наміром зробити певну дію (так звана Е-хвиля); потенціал, що виникає у разі пропуску очікуваного стимулу. У психофізіології метод ВП переважно застосовується для вивчення фізіологічних механізмів і корелятів пізнавальної діяльності людини. Цей напрям отримав назву когнітивної психофізіології.
Викликані потенціали – це електричні реакції кори головного мозку на одноразові аферентні подразнення будь-якого відділу нервової системи, амплітуда яких в нормі досягає 15 мкВ – довголатентні (до 400 мс) і 1мкВ – коротколатентні (до 15 мс). Якби ВП були пов'язані тільки з одним певним типом активності нейронів, то їх кількісна оцінка була б порівняно легкою, оскільки сама крива ВП була б відображенням цієї активності. Ймовірно, що ВП генеруються декількома типами останньої з різними тимчасовими
І, можливо, просторовими характеристиками. Про це свідчить, зокрема, і складність хвильової конфігурації ВП, представлена безліччю піків, що виникають через різні часові інтервали. Це, у свою чергу, дає підстави стверджувати про наявність різних компонентів, що визначаються на підставі латентності та полярності видимих максимумів і мінімумів (піків) на кривій. При кількісній оцінці важливо з'ясувати, на якому піку вимірюватимуться вибрані компоненти (рис. 8).
Успіхи експериментальної і теоретичної неврології у вивченні нервової системи за допомогою ВП давно привертали увагу клінічної нейрофізіології, проте на шляху стандартного використання цього методу виникали істотні труднощі. Під час реєстрації від інтактних покривів голови, як відомо, фіксується спонтанна елект-
Рис. 8. Виникнення викликаних потенціалів:
А – ряд позитивних і негативних коливань, кожне з яких відбувається через певний проміжок часу, але їхні тимчасові параметри частково збігаються; криві а і в являють собою негативні коливання, розділені в часі, хвилі б і г – позитивні коливання, що перекриваються в часі. Б – крива, отримана при сумації хвиль а, б, в та г. На рисунку чітко видно, що з'являється негативний компонент, який не відображає істинної негативності кривої; максимальна активність (компонент б і г) зміщена в часі, тому максимуми цих компонентів, котрі визначають на підставі їх латентності, не є істинними максимумами, рична активність у вигляді електроенцефалограми. її амплітуда в нормі досягає 100 мкВ, а при патології – 200, 500 і навіть 1000 мкВ (рис. 9). На цьому тлі ВП, що не перевищує в середньому в нормі 15 мкВ, не може бути виділено простим візуальним аналізом.
Таким чином, реєстрація ВП здійснюється спеціальними технічними пристроями, що дозволяють виокремити потрібний сигнал з ЕЕГ. Основна складність цього процесу полягає в тому, що відповіді мозку є значно нижчими за активність спонтанної ритміки ЕЕГ та інших сигналів, однак вони мають з останніми спільний спектр. Наприклад, якщо середній амплітудний рівень ЕЕГ становить 50 мкВ, то зорові ВП мають амплітуду до 10мкВ, сомато-сенсорні ВП при стимуляції нервів – близько 2 мкВ, деякі компоненти стовбурових ВП – до 0,5 мкВ. Співвідношення сигналу ВП до спонтанної ЕЕГ для зорових ВП (ЗВП) становить 1/5, для сомато-сенсорних ВП (ССВП) 1/25, а для стовбурових компонентів це співвідношення може становити менше ніж 1/100.
Рис. 9. ЕЕГ здорових людей
Справжній прогрес у галузі вивчення ВП у людини був досягнутий із застосуванням процедури усереднення ЕЕГ на електронних обчислювальних машинах. Загалом процедура зводилася до багаторазового підсумовування ділянок кривої, наступних за подачею стимулу, який слугував точкою відліку часу. При цьому спонтанна ЕЕГ, що має статистичний характер, не буде значно зростати за амплітудою, тоді як ВП, що мають відносно стабільні тимчасові і фазові характеристики, складаючись когерентно, при багаторазовому повторенні процедури безперервно зростатимуть, так що виникне можливість стабільно виділяти малі сигнали з шумом спонтанної ЕЕГ.
Дослідження із застосуванням усереднення засвідчили, що ВП певної модальності являють собою досить стабільний феномен, чітко відтворений у певного індивідуума. Вони добре зберігають свої формальні та кількісні характеристики при повторних дослідженнях. Саме це стало підставою для широкого застосування методу ВП у психологічних дослідженнях сприйняття, розпізнавання образів, рівнів функціональної активності мозку, оскільки, по суті, психологи вперше одержали об'єктивний параметр, який досить адекватно відображає процеси сприйняття та перетворення мозком сенсорної інформації. Виділення повторюваного сигналу на тлі шуму, коли відомі моменти появи самого сигналу або пов'язаного з ним допоміжного сигналу містять два аспекти: 1) виявлення сигналу; 2) виділення сигналу з найменшою помилкою. Ця інформація дозволила вченим сформулювати дві основні гіпотези: 1) сигнал повторюється, тобто без зміни форми; 2) сигнал жорстко пов'язаний у часі зі стимулятором, тобто час затримки вважається постійним.
Метод викликаних потенціалів є одним із провідних в експериментальній нейрофізіології. Можна з упевненістю стверджувати, що саме за його допомогою було отримано більшість відомостей про функціональну організацію нервової системи та розкрито сутність низки найважливіших механізмів мозку. Крім того, розвиток методів, що дозволяють записувати ВП у людини, відкриває блискучі перспективи для вивчення психічних захворювань. Реєстрація відповідей нервової системи і окремих нервових волокон на електричні стимули дала можливість дослідити основні закономірності виникнення і проведення збудження через нервові провідники. Аналіз реакцій окремих нейронів та їх скупчень на подразнення виявив основні закони виникнення гальмування і збудження, які відбуваються в нервовій системі. Метод викликаних потенціалів є основним способом встановлення наявності функціональних зв'язків периферії з центральними нервовими механізмами і дослідження міжцєнтральних співвідношень у нервовій системі. Реєструючи ВП, вдалося визначити основні закономірності функціонування специфічної і неспецифічної систем аферентації та їхньої взаємодії. Методом ВП вивчені характеристики зміни реактивності ЦНС на аферентні стимули залежно від рівня функціональної активності мозку; досліджено закономірності взаємодії синхронізуючих і десинхронізуючих систем стовбура, таламуса та переднього мозку.
Дослідження ВП різних рівнів нервової системи є основним методом тестування дії фармакологічних нейротропних препаратів. За допомогою методу ВП шляхом експериментів успішно вивчають процеси вищої нервової діяльності: вироблення умовних рефлексів, складні форми навчання, емоційні реакції, процеси прийняття рішення.
Методика ВП застосовується для об'єктивного тестування сенсорних функцій (зору, слуху, соматичної чутливості) з метою отримання більш точних відомостей про локалізацію органічних церебральних уражень, для вивчення стану провідних шляхів мозку і реактивності різних церебральних систем при патологічних процесах.
Найбільш широке застосування метод оцінювання стану сенсорної системи дослідження ВП знайшов при вивченні порушень слухової функції. Можливості методу ВП дозволяють не тільки виявити структурний рівень ураження аналізатора, а й кількісно оцінити характер пошкодження сенсорної функції у різних його ланках. Ця методика отримала назву об'єктивної аудіометрії. Переваги її очевидні: з'являється можливість дослідити слух у дітей грудного віку, в осіб з порушенням свідомості та контакту з оточуючими. Також шляхом реєстрації ВП від черевної стінки матері у ділянці, яка відповідає голівці плода, можна виявляти ступінь розвитку функцій слуху дитини ще в утробний період.
Досить перспективним, на нашу думку, є вивчення зорових ВП, враховуючи велике значення оцінки стану зорових систем щодо діагностики церебральних уражень. Дослідження соматосенсорних ВП дозволяє визначати стан сенсорних провідників від периферії до кори, оскільки ССВП мають соматотопіку, яка відповідає кірковим проекціям тіла. Зокрема, особливий інтерес викликає їх вивчення при ураженні сенсорних систем на рівні головного мозку. Велике практичне значення може мати дослідження ВП з метою диференціації органічних і функціональних (невротичних) сенсорних порушень. Це, у свою чергу, дає можливість використовувати методику ССВП у судовій медицині.
Значний інтерес становить вивчення ВП при епілепсії, зважаючи на те, яку роль відіграє аферентна імпульсація в патогенезі розвитку епілептичних нападів.
Крім дослідження ВП на відносно прості стимули (короткий спалах світла, звукове клацання, короткий імпульс електричного струму), останнім часом набуло поширення вивчення ВП на більш складні види стимуляції з використанням складніших способів виділення і аналізу ВП. Так, у медицині досить широко досліджуються ВП на пред'явлення зорових стимулів, що являють собою зображення. Користуючись цим методом, отримують так звані ВП постійного стану. Це – коливальні синусоїдальні процеси з постійними частотно-амплітудними характеристиками, що перебувають у певному частотно-амплітудному співвідношенні з частотою та інтенсивністю світлового потоку, який здійснює візуальну стимуляцію. Такі потенціали найчастіше застосовують у тестуваннях функції зору, причому сьогодні ці дослідження не виходять за межі лабораторних експериментів.
Істотне практичне значення в клінічних дослідженнях набувають ВП на зміни зорового патерну (коли чорні елементи на екрані міняються місцями з білими). У ході експериментів були отримані дані, що свідчать про закономірний зв'язок амплітуди й латентних періодів деяких компонентів ВП з розмірами шахового поля та кореляції з гостротою зору. З погляду клінічної неврології найбільший інтерес становлять ВП на перекручення зорового патерну при вивченні демієлінізуючих захворювань.
Дослідження ВП застосовують у багатьох галузях клінічної практики: локальні деструктивні ураження нервової системи, периферичної нервової системи, спинного мозку, стовбура мозку, півкуль мозку, таламуса; при вивченні нервових хвороб (епілепсія), церебрально-судинних порушень, черепно-мозкових травм, демініції; метаболічних порушень; коми і вегетативного стану; при здійсненні реанімаційного моніторингу тощо.
Метод ВП використовують у нейрології, нейрохірургії, дефектології, клінічній аудіометрії, психіатрії, а також у судово-психіатричній, військовій та трудовій експертизах.
