Электрическая активность мозга при поражении диэнцефальных и лимбических структур

Г. Н. БОЛДЫРЕВА
Электрическая активность мозга человека при поражении диэнцефальных и лимбических структур

ВВЕДЕНИЕ
Исследование электрической активности головного мозга человека является одним из немногих путей изучения нейрофизиологических механизмов, лежащих в основе осуществления интегративной деятельности этого чрезвычайно сложного органа. Огромный материал по исследованию электроэнцефалограммы (ЭЭГ) человека, накопившийся в мировой литературе, позволил прийти к заключению, что в картине ЭЭГ отражаются особенности функционирования мозга. Это обусловило широкое использование метода электроэнцефалографии для решения ряда нейрофизиологических проблем, а также явилось основой создания специального раздела электрофизиологии — клинической электроэнцефалографии.
Нейрохирургическая клиника с ее возможностью всесторонней оценки локальных церебральных поражений и их точной верификации представляет уникальные возможности для морфофункциональных исследований генеза и организации ритмов ЭЭГ, а также изучения роли отдельных структур в осуществлении интегративной деятельности мозга человека. На протяжении длительного времени одна из основных задач использования электроэнцефалографического метода в нейрохирургической клинике состояла в определении зоны поражения мозга и характеристике локальных и общемозговых изменений ЭЭГ, обусловленных очаговым патологическим процессом в ЦНС. В последние годы в связи с широким использованием компьютерной томографии, позволяющей прижизненно оценивать изменения структуры мозговой ткани и точно верифицировать зону поражения, задачи топической диагностики по данным электроэнцефалографического исследования отошли на второй план. Наибольшую актуальность приобрели проблемы, касающиеся изучения нейрофизиологических механизмов, обеспечивающих разные уровни функционирования мозга и отражающие особенности формирования и нарушения целостной мозговой деятельности. В решении этих проблем перспективным представляется анализ нейродинамических перестроек при поражении структур, выполняющих регуляторную функцию в осуществлении интегративной деятельности мозга. К таким структурам в первую очередь относятся диэнцефальные и лимбические отделы, которым, согласно многочисленным литературным данным, отводится ведущая роль в регуляции уровня сон — бодрствование, организации функции памяти, эмоциональной сферы, а также в формировании картины электрической активности мозга (Cobb, 1944- Gastaut, 1954- Корейша, Майорчик, 1957- Van der Drift, 1957- Гриндель, Фаллер, 1959- Adey et al., 1960- Бехтерева, 1965- Латаш, 1968- Milner, 1970- Болдырева, 1973, 1978, 1983- Болдырева с соавт,, 1974, 1993, 1995- и др.).
Имеющиеся в литературе данные ЭЭГ-исследований при поражении диэнцефальной области у человека касаются преимущественно анализа ЭЭГ-корреляций с выраженностью отдельных компонентов заболевания. Специфика проводимой нами работы заключается в том, что в ее задачу входило исследование нейрофизиологических перестроек, отражающих уровень нарушения функциональной целостности мозга, с привлечением целого комплекса клинических показателей при верифицированных морфологически очаговых поражениях отдельных структур диэнцефальной области, а именно таламических и гипоталамических образований.
Регуляторная роль диэнцефальных структур в формировании целостной мозговой деятельности реализуется в тесном функциональном взаимодействии с лимбическими образованиями, в первую очередь гиппокампом и прилежащими к нему отделами мозга. Целесообразность рассмотрения разных вариантов модели воздействия патологического очага на диэнцефальные и лимбические структуры вместе обусловлена нейрофизиологическими данными о функциональном единстве этих структур мозга, составляющих лимбическую систему. При этих формах поражения в патологический процесс в разной степени и комбинациях вовлекаются структуры, взаимодействие между которыми, согласно концепции П.В. Симонова (1998), определяет в конечном итоге организацию целостных поведенческих реакций организма. К этим структурам относятся фронтальная кора, гиппокамп, миндалина и гипоталамус.
Мы полагали, что клинико-электроэнцефалографический анализ больных с очаговым поражением лимбико-диэнцефальных отделов позволит расширить имеющиеся в литературе представления о роли этих образований в генезе ритмов ЭЭГ и формировании картины пространственно-временной организации биопотенциалов мозга, отражающей особенности взаимодействия этих структур с корой больших полушарий в процессе осуществления церебральной деятельности.
При исследовании ЭЭГ мы исходили из обоснованного нейрофизиологией положения о деятельности мозга как единой, сложно организованной системы, активность разных частей которой связана и взаимно обусловлена. Опираясь на представление B.C. Русинова (1969) о том, что ЭЭГ является электрографической картиной динамики межцентральных отношений, основное внимание в наших исследованиях было обращено на изучение структуры взаимодействия электрических процессов, протекающих в разных участках коры головного мозга. Естественно, что осуществление подобного рода исследований возможно лишь при использовании современных методов математического анализа ЭЭГ с помощью ЭВМ. Эти методы, находящие в последнее время все большее применение в исследованиях человека и животных, позволяют выявить ряд существенных особенностей электрической активности мозга, скрытых при визуальном анализе ЭЭГ (Brazier, Barlow, 1956- Storm van Leeuwen, 1961- Ливанов, 1962, 1972- Mirriura et al., 1962- Walter, 1963- Гриндель, 1963, 1980- Болдырева, 1965, 1978- Elazar, Adey, 1967- Hord et al., 1972- Ефремова, Труш, 1973- Монахов, 1977- Королькова, 1977- Русинов с соавт. 1987- Свидерская, 1987- и др.).
Обращает на себя внимание тот факт, что в большинстве работ по математическому анализу ЭЭГ рассматривались преимущественно особенности проявления доминирующих ритмов ЭЭГ. Эти ограничения не дают возможности судить о мозаике электрических процессов мозга, отраженных в разных ритмах ЭЭГ, и о структуре их пространственных отношений. В связи с этим актуальным представлялось изучение пространственно-временной организации электрической активности головного мозга человека на основании анализа широкого диапазона частот ЭЭГ различных отделов коры больших полушарий.
Для получения статистических данных, характеризующих электрическую активность мозга человека при поражении диэнцефальных и лимбических структур, мы использовали комплекс методов математического анализа ЭЭГ, позволяющих охарактеризовать разные стороны проявления электрических процессов мозга. Среди этих методов особое место занимал спектральный анализ — вычисление спектров мощности и комплексной функции когерентности. Этот метод позволяет наиболее адекватно оценить структуру пространственно-временной организации ЭЭГ и охарактеризовать особенности внутри- и межполушарных взаимодействий.
Диагностика функционального состояния мозга при поражении лимбико-диэнцефальной области на основании данных ЭЭГ, несмотря на большой фактический материал по этому вопросу, вызывает значительные трудности. В связи с этим поиск информативных ЭЭГ-признаков дисфункции этих отделов мозга с привлечением методов математического анализа, позволяющих наиболее адекватно оценить степень нарушения корково-подкоркового и интракортикального взаимодействия, представляется чрезвычайно важной задачей, имеющей не только теоретическую, но и большую практическую значимость.
Для изучения роли диэнцефальных структур в формировании пространственно-временной организации электрических процессов мозга человека было проведено исследование ЭЭГ 261 больного с очаговым поражением диэнцефальной области, обусловленным опухолью гипофиза, III желудочка, краниофарингиомой. Анализируемые формы поражения рассматривались нами в качестве разных вариантов модели хронического воздействия очага на таламо-гипоталамические структуры большого мозга человека. Для выявления особенностей нейродинамических перестроек при вовлечении в патологический процесс лимбических отделов были проанализированы ЭЭГ 59 больных с менингиомой крыльев основной кости, оказывающей воздействие на медиобазальные отделы височной доли (гиппокампову извилину, миндалину, ункус). Все исследованные нами больные проходили лечение в Научно-исследовательском институте нейрохирургии им. академика Н.Н. Бурденко РАМН.
В оценке и трактовке результатов анализа особенностей реорганизации электрической активности мозга больных с поражением диэнцефальных и лимбических структур мы руководствовались нашим многолетним опытом (с 1957 г.) диагностического исследования ЭЭГ более чем 5,5 тыс. человек с очаговыми формами поражения головного мозга разной этиологии и локализации.
Результаты анализа ЭЭГ при вовлечении в патологический процесс диэнцефальных и лимбических структур рассматривались в сопоставлении с данными проведенного нами в тех же методических условиях исследования пространственно-временной организации электрических процессов мозга 130 здоровых людей. Подробное описание регионарных особенностей и межцентральных отношений ЭЭГ, их реактивности и стабильности в различных условиях функционирования мозга здорового человека приводится в нашей монографии "Биопотенциалы мозга человека. Математический анализ" (Русинов, Гриндель, Болдырева, Вакар, 1987).
Мы полагали, что сопоставление результатов, полученных с помощью единого комплекса методов математического анализа ЭЭГ здоровых людей и больных с очаговым поражением диэнцефальных и лимбических структур, позволит получить данные, способствующие пониманию нейрофизиологических механизмов интегративной деятельности мозга и уточнить роль таламо-гипоталамических и гиппокампальных образований в формировании пространственно-временной организации электрической церебральной активности.
Необходимо отметить, что выполнение данной работы было осуществимо лишь при наличии постоянного тесного научного контакта с сотрудниками лаборатории клинической нейрофизиологии и электроэнцефалографии, руководимой д.б.н,, профессором О.М. Гриндель, и многими клиницистами (в первую очередь д.м.н., профессорами Н.Н. Брагиной и Т.А. Доброхотовой и нейроморфологом, к.м.н. М.В. Пуцилло) Института нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко РАМН. Считаю своим приятным долгом выразить им сердечную благодарность и признательность.