Шпаргалка по "Нейрофизиологии"

 

 

 

 

Вопрос 30.Вызванные потенциалы.

 

Вызванными потенциалами называются биоэлектрические сигналы, которые появляются с постоянными временными интервалами после определенных внешних воздействий. В англоязычной литературе распространено название - потенциалы, тесно связанные с определенными внешними факторами (event-related potentials-ERP), предложенное Воганом в 1969 году.

Воган различает 5 классов таких потенциалов:

1. Сенсорные ВП
2. Моторные ВП
3. Потенциалы с большим латентным периодом, связанные со сложными психологическими факторами
4. Сдвиги постоянного потенциала
5. Потенциалы немозгового происхождения.

 Сенсорные ВП в свою очередь  подразделяются в зависимости  от модальности на зрительные, соматосенсорные, слуховые и в  зависимости от периода времени  анализа (иначе говоря времени  возникновения потенциала после  стимула) на коротколатентные (мозгового  ствола), средне- и длиннолатентные.

ЗРИТЕЛЬНЫЕ ВП: Наиболее часто исследуют ВП на вспышку света и обращение шахматного паттерна. Регистрирующие электроды располагают в проекционных зрительных зонах ( на 2 см выше затылочного бугра и на 2 см в стороны от сагиттальной линии).

СОМАТОСЕСОРЫЕ ВП: Возможно получение ССВП при раздражении любого периферического нерва. В клинической практике чаще используется срединный нерв. Интенсивность стимуляции- до появления отчетливых сок- ращений мышц кисти (по другой методике на 50-60 мкВ выше сенсорного порога). Поочередно слева и права. Регистрирующие электроды располагают над постцентральной извилиной, контрлатерально стороне стимуляции.

СЛУХОВЫЕ ВП: Для стимуляции используют звуковые щелчки. Регистрируют ВП в области конвекса.

СТВОЛОВЫЕ ВП: ВП возникающий в первые 10 мсек после стимула. По модальностям -  слуховые и соматосенсорные.

 

ДИАГНОСТИКА: Метод связан с выделением слабых и сверхслабых изменений электрической активности мозга в ответ на стимул (звуковой, световой, соматосенсорный и т.д.) и широко используется благодаря применению для их регистрации компьютерной техники. По типу предъявляемого стимула ВП подразделяют на: зрительные вызванные потенциалы (ЗВП), акустические или слуховые вызванные потенциалы (АВП), соматосенсорные вызванные потенциалы (ССВП) и т.д. 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, сотояние когнитивных функций мозга, нарушение периферических нервов, нарушение движений глаз и процессов в сетчатке, нарушение в проводящих путях спинного мозга, оценка комы и смерть мозга.

 

ОСОБЕННОСТИ ВП У ЗДОРОВЫХ В РАЗНЫХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУППАХ: Общая тенденция от периода новорожденности до окончательного созревания мозга (примерно к 18 годам), проявляется в усложнении формы ВП, появлении всех обязательных компонентов; уменьшении их латентных периодов и амплитуд. До 40-50 лет характеристики ВП остаются достаточно стабильны- ми. Приблизительно с 5-й декады жизни в ВП начинается умеренное нарастание латентных периодов ранних и поздних компонентов с увеличением их амплитуд, причем, более выраженно это проявляется у компонентов N2 и P3.

ИЗМЕНЕНИЯ ВП У БОЛЬНЫХ С ОПУХОЛЯМИ ГОЛОВНОГО МОЗГА: В большинстве случаев, при локализации опухоли в полушариях мозга, изменения ВП происходят по деструктивному типу, т.е. в зависимости от тяжести поражения наблюдается снижение амплитуды компонентов ВП (иногда их полное исчезновение) и удлинение латентных периодов. Наиболее выраженные на- рушения регистрируются в зонах специфических сенсорных проекций. При субтенториальной локализации опухоли со вторичным вовлечением ствола мозга может наблюдаться выраженное нарастание амплитуды всех компонентов ВП (по другим данным снижение амплитуды). Т.е. изменения ВП при стволовых поражениях носят нелокализованный и диффузный характер, что, отражает преимущественное нарушение неспецифических влияний ствола в отношении ВП.

ИЗМЕНЕНИЯ ВП У БОЛЬНЫХ ЭПИЛЕПСИЕЙ: Диагностическими признаками эпилепсии служат следующие критерии: 1. Значительная вариабельность формы ВП 2. Высокая амплитуда ВП, особенно компонентов в области N2-P4 и послеразряда 3. Снижение амплитуды ВП в процессе гипервентиляции 4. Преобразование ВП в комплексы пик-волна, острая волна - медленная волна.

ИЗМЕНЕНИЯ ВП ПРИ ЦЕРЕБРАЛЬНО-СОСУДИСТЫХ НАРУШЕНИЯХ: Изменения ВП при инсультах проявляются в снижении амплитуды и увеличении латентных периодов по сравнению с интактным полушарием. Изменения при прогрессирующих МК изучены значительно меньше.

 

 

 

 

Вопрос № 31  Моторные потенциалы. 

Моторные вызванные потенциалы

Моторные вызванные потенциалы - это электрические потенциалы мышцы или спинного мозга, возникающие в ответ на раздражение моторной зоны коры или двигательных путей ЦНС. В клинических исследованиях регистрируют составной потенциал действия мышцы, вызванный чрескожной магнитной стимуляцией моторной зоны коры. В результате сильного, но кратковременного воздействия магнитного поля в нервной ткани возникают стимулирующие токи. Исследование это безболезненно и безопасно.

 

Изменение моторных вызванных потенциалов наблюдается при неврологических заболеваниях, поражающих двигательные пути ЦНС, - например, при рассеянном склерозе и болезнях мотонейронов . Возможности этого исследования еще не получили окончательной оценки. При помощи метода моторных вызванных потенциалов можно уточнить прогноз неврологических заболеваний - например, оценить вероятность восстановления двигательной функции после инсульта, а также контролировать состояние двигательных путей во время нейрохирургических операций.

 

 

 

• Комплекс потенциалов мозга, связанных с движениями

Одним из важных направлений в исследовании психофизиологии двигательного акта является изучение комплекса колебаний потенциалов мозга, связанных с движениями (ПМСД). Значение этого феномена для понимания физиологических механизмов организации движения очень велико, потому что изучение ПМСД позволяет выявить скрытую последовательность процессов, происходящих в коре мозга при подготовке и выполнении движения, и хронометрировать эти процессы, т.е. установить временные границы их протекания.

Компонентный состав ПМСД. Впервые этот комплекс, отражающий процессы подготовки, выполнения и оценки движения был зарегистрирован в 60-е годы. Оказалось, что движению предшествует медленное отрицательное колебание — потенциал готовности (ПГ). Он начинает развиваться за 1,5 - 0,5 с до начала движения. Этот компонент регистрируется преимущественно в центральных и лобно-центральных отведениях обоих полушарий. За 500-300 мс до начала движения ПГ становится асимметричным — его максимальная амплитуда наблюдается в прецентральной области, контралатеральной движению. Примерно у половины взрослых испытуемых на фоне этого медленного отрицательного колебания незадолго до начала движения регистрируется небольшой по амплитуде положительный компонент. Он получил название "премоторная позитивность" (ПМП). Следующее по порядку быстро нарастающее по амплитуде отрицательное колебание, так называемый моторный потенциал (МП), начинает развиваться за 150 мс до начала движения и достигает максимальной амплитуды над областью моторного представительства движущейся конечности в коре головного мозга. Завершается этот комплекс потенциалов положительным компонентом примерно через 200 мс после начала движения.

Функциональное значение компонентов. Принято считать, что потенциал готовности (ПГ) возникает в моторной коре и связан с процессами планирования и подготовки движения. Он относится к классу медленных отрицательных колебаний потенциала мозга, возникновение которых объясняют активацией нейрональных элементов соответствующих участков коры. 
          Гипотезы относительно функционального значения ПМП различны. 
          Это колебание рассматривают и как отражение подачи центральной команды от коры к мышцам, и как результат релаксации коры после завершения определенного этапа организации движения, и как отражение процессов подавления ассоциированных движений другой конечности, и как обратную связь от мышечных афферентов. В настоящее время некоторые авторы полагают, что ПМП являются лишь отражением начала моторного потенциала. 
          При регистрации МП у обезьян в составе МП были выделены два субкомпонента. Первый субкомпонент соотносят с активацией моторной коры, связанной с инициацией движения (синаптическая активность пирамидных нейронов), а второй — с активацией полей 2.3 и 4 по Бродману. Регистрация МП у человека, больного эпилепсией, позволила выделить в нем три компонента. Первый компонент был назван потенциалом инициации. Он имеет высокую амплитуду и возникает после начала движения в прецентральной контралатеральной коре. Второй, возникающий после начала миограммы, более локализованный в контралатеральном соматосенсорном поле может быть связан как с инициацией движения, так и с сенсорной обратной связью. Третий компонент отражает импульсацию, поступающую с мышечных афферентов в кору. 
          Следующий за МП позитивный потенциал рассматривается как отражение обратной афферентации, поступающей с периферических рецепторов, восходящей активности от моторных центров, операции сравнения между моторной программой и нейрональной картиной ее исполнения или процессов релаксации коры после выполнения движения

 

 

Вопрос 32. Связанные с событиями потенциалы.

 

Сенсорные стимулы вызывают изменения в суммарной электрической активности мозга, которые выглядят как пocледовательность из нескольких позитивных и негвтивных волн, которая длится в течение 0,5-1 с после стимула. Этот ответ получил название вызванного потенциала (evoked pоtential). Его нелегко выделить из фоновой ЭЭГ. В 195I г. Дж. Даусон (G. Dаwson) разработал технику когерентного накопления или усреднения ответов. Использовалась процедура синхронизации ЭЭГ относительно момента предъявления стимула который поэтому многократно повторялся. Сначала использовалась суперпозиция — наложение, нескольких реакций (участков ЭЭГ, следующих за  стимулом). Обычно это выполнялось на фотопленке, чтo позволяло выявить наиболее устойчивые части реакции на стимул. Затем процедура суперпозиции была заменена на суммацию участков ЭЭГ и получение усредненного вызванного потенциала (average evoked рotеntial) (Шагас Ч., 1975; Рутман Э.М., 1975).

Эффективность этой процедуры была наглядно продемонстрирована при выявлении звуковых стволовых вызванных потенциалов (ВП). Из-за их очень малой амплитуды требуется просуммировать и усреднить несколько тысяч единичных ответов. На рис. 2 пpeдставлены основные группы компонентов звукового усредненного ВП. По латентному периоду компоненты делятся на три группы: потенциалы ствола мозга (с латенцией до 10-12 мс), средне-латентные (до 50 мс) и длиннолатентные (болеe 100 мс) потенциалы. Звуковые стволовые потенциалы состоят из 7 отклонений. Волна I зависит oт реакции волокон слухового нерва улитки. Волна II с латенцией 3,8 мс возникает в том случае, если импульсы слухового нерва достигают ствола мозга. Волна III отражает реакцию верхней оливы на уровне моста. Волна IV с латенцией около 4,5 мс связана с активностью латеральных лемнисков. Волна V имеет латенцию около 5,2 мc и отражает активность нижнего двухолмия.  Фазы VI— VII — распространение сигналов по таламо-кортикальной радиации, они совпадают с медленной негативностью, предшествующей корковому ответу. Ранние компоненты нечувствительны к сну, наркозу. Они вызываются звуковыми тонами частотой 2000-4000 Гц. Звуки ни частоте, ниже 2000 Гц вызывают только волну V.

Cтволовые потенциалы — высокочувствительный инструмент для тестирования слуховой функции. Они позволяют определить сохранность слухового анализатора на периферическом и стволовом уровнях. Особенно это важно при обследовании слуха у детей, в том числе у новорожденных, когда словесные реакции не могут быть использованы. Значение этого теста возрастает в связи с тем фактором, что даже незначительная потеря слуха в раннем детстве может привести к существенной задержке развития речи. Стволовые звуковые потенциалы применяют также в клинике для выявления опухолей, определения коматозного состояния, обследования пациентов с демиелинизацией волокон. Если стволовые потенциалы полностью oтсутствуют, можно говорить о смерти мозга.

Позже техника усреднения ВП была применена для выявления потенциалов, связанных с движением. Участки ЭЭГ усреднялись относительно не стимула, а начала движения. Это дало возможность исследовать моторные потенциалы и потенциалы готовности, предшествующие движению. Для обозначения всех групп потенциалов был введен общий для них термин — «потенциалы, связанные с событиями» (ПСС), объединяющий ВП, моторный потенциал и др.

На основе многоканальной регистрации ЭЭГ был разработан метод картирования биотоков мозга (brain mapping). Картирование дает представление о пространственном распределении по коре любого выбранного показателя электрической активности мозга. Это может быть ВП, один из его компонентов или альфа-ритм (или другие частотные полосы спектра ЭЭГ). Значения мощности выбранного показателя подразделяются на уровни. В одном варианте каждому уровню приписывается свой цвет и изменение локуса активности выглядит как перемещение определенного цвета по карте. В другом варианте значения показателя, принадлежащие одному уровню, соединяются изолиниями, как на топографических картах, на которых можно видеть возвышенности и впадины. Рассматриваются карты, полученные в разное время и в разных условиях. Этот метод позволяет выявить фокусы активности мозга. Используется процедура вычитания одной карты потенциалов из другой, что позволяет связать паттерн ЭЭГ-активности с той или другой когнитивной операцией.

 

 

 

 

№33. Таламический водитель ритма

 

Клетки-пейсмекеры (водители ритма) – особая разновидность клеток, способных генерировать потенциал действия самостоятельно, без раздражения извне. Деятельность этих клеток нарушает общий закон о необходимости первопричины движения. Пейсмекеры  расположены по всему организму человека – в т.ч., в таламических структурах мозга и в сердце. Обращаю внимание, что в тексте пойдёт речь не о таламических пейсмекерах, а о функции таламуса, которая будет сравниваться с функцией пейсмекеров сердца. Так что воспринимайте формулировку данного вопроса как метафоруJ

 

 

Структуры головного мозга (ГМ), которые отвечают за биологические мотивационные состояния, обладают различными свойствами.

Разрушение гипоталамических центров полностью исключает биологические мотивации – животное может лежать в окружении пищи и погибнуть от голода. Т.е., в структуре мотивационного возбуждения гипоталамическим центрам принадлежит ведущая роль.

 

Гипоталамические центры в структуре «голодного» мотивационного возбуждения гораздо чувствительнее к химическим веществам по сравнению с корой ГМ. Раствор атропина