1. вызванные потенциалы как метод изучения функциональной активности мозга. описание и способы анализа вызванных потенциалов

1. вызванные потенциалы как метод изучения функциональной активности мозга. описание и способы анализа вызванных потенциалов

Вызванные потенциалы (ВП) биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его Действия. Стимулами могут служить относительно элементарные, поддающиеся количественной оценке раздражители, например, вспыш-ки "пред еденной интенсивности, шахматные поля с разным размером ячейки (зрительные ВП), звуковые тоны заданной частоты и интенсивности (слуховые ВП), слабые удары электрическим током известных параметров (соматосенсорные ВП) [134].

Наряду с этим существующие способы выделения сигнала из шума позволяют отмечать в записи ЭЭГ изменения потенциала, достаточно строго связанные во времени с любым фиксированным событием, в том числе субъективным, «внутренним». Благодаря этому выделился еще один круг физиологических явлений событийно-связанные потенциалы (ССП). Примерами их служат: колебания, связанные с активностью двигательной зоны коры больших полушарий (моторный потенциал, или потенциал, связанный с движением); потенциал, связанный с намерением произвести определенное действие (так называемая f-волна); потенциал, возникающий при пропуске ожидаемого стимула.

Сенсорные вызванные потенциалы представляют собой последовательность позитивных и негативных колебаний, регистрируемых, как правило, в интервале 0-500 мс. Событийно-связанные потенциалы включают и поздние колебания в интервале до 1000 мс и более. Количественные методы оценки ВП и ССП предусматривают в первую очередь оценку амплитуд и латентнос-тей. При описании их компонентного состава в большинстве случаев указывают полярность компонента (отрицательный, негативный Л/; положительный, позитивный Р) и его порядковый номер от начала ответа или временные параметры.(Напр., позитивное колебание в интервале 300-600 мс обозначается как Р3 или Рзоо)

Как правило, компоненты ВП делят на экзогенные и эндогенные. Первые отражают активность специфических проводящих путей, по которым в кору поступают афферентные сигналы, и зон, в которых оНи обрабатываются. Вторые более тесно связаны с активностью неспецифических ассоциативных систем мозга. Длительность тех и других оценивается по-разному для разных модальностей. Например, в зрительной системе экзогенные компоненты ВП регистрируются в течение первых 100 мс с момента стимуляции.

В интерпретации компонентов и параметров ВП и ССП в настоящее время широко используется понятийный аппарат информационного подхода, при котором вся совокупность реакций такого типа трактуется как отражение процессов приема и переработки информации (рис. 14.1) [б2].

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ СПЕЦИФИЧНОСТЬ И СТАБИЛЬНОСТЬ ВП И ССП

Высокая межиндивидуальная изменчивость свойственна всем видам электрофизиологических реакций, связанных с внешними воздействиями: сенсорным вызванным потенциалам, потенциалам мозга, связанным с движением (ПМСД), волне ожидания. Коэффициенты корреляции, характеризующие сходство общей конфигурации сенсорных ВП различных модальностей и ПМСД в парах неродственников, подобранных по полу и возрасту, составляют в среднем 0,2-0,3 [132, 209, 308], что говорит о выраженных различиях в ВП и ССП любых двух людей. Коэффициенты корреляции, полученные у одних и тех же испытуемых при регистрации ВП и ССП в разные дни, колеблются от 0,6 до 0,9 в зависимости от вида стимула.

Факторами, определяющими индивидуальное своеобразие ВП, предположительно являются уникальные особенности морфологии ЦНС и различных показателей ее функционирования: биохимических, электрофизиологических и пр. ЭЭГ взрослого человека высоко индивидуализирована; устойчивым индивидуально-специфическим признаком является соотношение «сигнал-шум», на основе которого происходит отделение ВП от фоновой электроэнцефалограммы. Индивидуально специфична и относительно стабильна пространственная картина биоэлектрических колебаний.

Существенным фактором в межиндивидуальной изменчивости ВП и ССП являются половые различия. Наиболее изучены в этом отношении сенсорные ВП. У женщин отмечаются более короткие латентные периоды и более высокая амплитуда зрительных, слуховых и со-матосенсорных ВП [132, 134].

Рис. 14.1. Схематизированные эндогенные компоненты слуховых

вызванных потенциалов:

а ответ на релевантный задаче стимул;

б ответ на иррелевантный стимул [по:132,гл.IV].

Вместе с тем имеются данные, подтверждающие возможность генетического контроля половых различий по амплитудам ВП [цит. по: 132]. При параллельном сопоставлении зрительных и слуховых ВП трех групп испытуемых здоровых мужчин и женщин, а также пациентов с кариотипом 45Х0 (фенотипически это женщины) были выявлены большие значения амплитуд в двух последних группах. По-видимому, в отсутствии У-хромосомы формирование ВП идет по женскому типу.

Несмотря на то что во многих исследованиях отмечается индивидуальное своеобразие ВП и ССП, не выделено каких-либо особых типов этих реакций, свойственных тем или иным группам людей, как это например, было показано Ф. Фогелем применительно к ЭЭГ (см. гл. XIII). Однако были установлены достоверные различия в амплитудах и латен-тностях зрительных и слуховых ВП у индивидов с разными вариантами ЭЭГ. С точки зрения Ф. Фогеля, это говорит о связи индивидуальных различий в переработке информации с генетически обусловленным признаком паттерном ЭЭГ. Такой подход открывает новую перспективу для изучения биологических основ поведения в целом.

Тем не менее в общем определенные принципы деления ВП на типы по каким-либо фиксированным особенностям этих реакций не выделены. Как правило, индивидуальные различия сводятся к особенностям компонентного состава ВП и различиям в амплитудах и латентностях.

Исключение составляет феномен «увеличения-уменьшения» (augmenting-reducing) [217, 218]. Он заключается в следующем: с увеличением интенсивности стимула амплитуда ВП сначала увеличивается, а затем, несмотря на продолжающееся усиление стимула, либо стабилизируется, либо снижается. Однако указанная закономерность проявляется по-разному у разных испытуемых. Наиболее отчетливо индивидуальные различия обнаруживаются при высоких значениях интенсивности стимуляции: у испытуемых-«увеличителей» амплитуда ВП продолжает увеличиваться, у испытуемых-«уменьшителей» уменьшаться. Таким образом, индивидуально-специфическим признаком здесь служит крутизна возрастания линии, отражающей зависимость амплитуды ВП от интенсивности стимула. Ретестовая надежность данного показателя относительно велика, корреляции между результатами повторных исследований одних и тех же испытуемых составляют 0,6-0,8.

Предполагается, что этот феномен отражает функционирование механизмов индивидуальной адаптации при переработке сенсорного опыта. Он обнаруживает связь с некоторыми психологическими показателями: интеллектом, когнитивными стилями, особенностями темперамента и личностными характеристиками. Например, тенденция к ослаблению ответа связана с ин-тровертированностью и более низкими значениями по шкале «поиска ощущений». Кроме того, феномен «увеличения-уменьшения» связан с биохимической индивидуальностью человека, в частности с особенностями метаболизма медиаторов из группы катехоламинов [460]. По мнению М. Закермана, сильная индивидуальная выраженность «охранительных» механизмов проявляется на уровне электрофизиологических реакций в виде ослабления отве-гов, а в поведении в склонности к избеганию стимуляции.

В заключение следует сказать, что ВП представляют собой уникальный инструмент для изучения генотип-средовых соотношений в индивидуальных особенностях физиологических механизмов переработки сенсорной информации. Они сочетают в себе все условия, необходимые для такого исследования: 1) ВП в целом рассматриваются как электрофизиологический коррелят информационного процесса;

2) компонентная структура ВП соотносима с отдельными этапами, или стадиями, процесса переработки информации; 3) благодаря региональной специфичности ВП дают возможность оценить вклад генотипа в особенности функционирования различных зон мозга; 4) ВП относятся к числу индивидуально-специфических реакций, параметры которых характеризуются непрерывной изменчивостью, что позволяет ставить вопрос о роли генотипа в происхождении этой изменчивости и использовать для его решения методы биометрического анализа.