Особенности спектрально-когерентных характеристик ээг при поражении различных диэнцефальных структур - электрическая активность мозга при поражении диэнцефальных и лимбических структур

Для уточнения роли таламических и гипоталамических образований в формировании структуры ЭЭГ проводилось сопоставление спектральных характеристик ЭЭГ больных с разными анатомо-топографическими вариантами краниофарингиом: со стебельной, экстравентрикулярной формой опухоли, воздействующей на гипоталамус (12 человек) и вентрикулярной формой опухоли, прорастающей дно III желудочка и вовлекающей в патологический процесс таламические образования (17 человек). Для сопоставления с нормативными данными привлекались результаты спектрального анализа электрической активности мозга 15 здоровых испытуемых с разным типом ЭЭГ.
Анализ спектров мощности ЭЭГ всех исследуемых больных позволил выявить преобладание медленных форм активности (дельта- и особенно тета-диапазонов). Для количественной оценки этого нами вычислялся индекс, характеризующий соотношение мощности альфа- и тета-диапазонов. Этот индекс у здоровых испытуемых определялся нами для спектров мощности ЭЭГ левой затылочной области и равнялся 9,94±0,24, а у больных — для ЭЭГ затылочной области полушария с меньшей выраженностью патологических знаков: при стебельной форме краниофарингом он равнялся 2,59±0,18, а при вентрикулярной — 2,89±0,38. Таким образом, у больных значения индекса были в 3,8 и 3,4 раза меньше, чем в норме, отражая преобладание в спектре ЭЭГ колебаний тета-диапазона, несколько более отчетливо выраженное в случаях локализации опухоли в гипоталамусе. Это нашло отражение и в показателях средней частоты спектра (/ср), характеризуя более выраженный сдвиг спектра в сторону низких частот при локализации опухоли в гипоталамической области. На рис. 3.3.3 представлены усредненные для здоровых людей и исследуемых групп больных с разными анатомо-топографическими формами краниофарингиом значения средней частоты спектров ЭЭГ затылочной, центральной, лобной и височной областей. Видно, что у здоровых испытуемых (сплошная линия) четко выражен градиент падения средней частоты в затылочно-лобно-височном направлении. У больных обеих групп отмечается резкое снижение средней частоты в затылочной, центральной и лобной областях, наиболее резко выраженное при локализации опухоли в гипоталамической области. Помимо этого обращает на себя внимание сглаживание в случаях патологии региональных различий по этому параметру, также наиболее отчетливо проявляющееся при поражении гипоталамуса. Показатели средней частоты спектров мощности ЭЭГ височных областей мозга у больных обеих групп практически совпадают с нормой.

Рис. 3.3.3. Регионарные особенности частотных характеристик ЭЭГ здоровых людей и больных с поражением разных структур диэнцефальной области

По оси абсцисс — области полушарий мозга (О — затылочная, С - ценральная,
F — лобная, Т — височная)- по оси ординат — средняя частота спектра мощности ЭЭГ (Гц). Линии: сплошная — норма, пунктирная толстая — поражение гипоталамуса (стебельная форма краниофарингиом), пунктирная тонкая — вовлечение в патологический процесс таламических отделов (вентрикулярная форма краниофарингиом)
Анализ межполушарных отношений по показателям средних уровней когерентности ЭЭГ симметричных зон коры (рис. 3.3.4) выявил резкое снижение степени сочетанности ЭЭГ передних отделов полушарий, наиболее отчетливо выраженное при поражении гипоталамуса. Обращало на себя внимание, что максимальное падение когерентности при поражении гипоталамуса отмечалось в центральных отделах, а при вовлечении в патологический процесс таламических образований — в лобных зонах коры.

Рис. 3.3.4. Особенности изменений межполушарной когерентности ЭЭГ больных с разными анатомо-топографическими формами краниофарингиом
По оси абсцисс — пары анализируемых симметричных областей полушарий- по оси ординат — средний уровень когерентности для всей частотной полосы ЭЭГ, rz. Обозначения линий и областей см, на рис. 3.3.3
Для затылочных областей снижение межполушарной сочетанности было выражено в меньшей степени, сохраняя статистическую значимость. Сочетанность симметричных височных областей у больных с поражением гипоталамуса не отличалась от нормы, а при вовлечении в патологический процесс таламических образований — несколько увеличивалась. Так же как и при анализе средней частоты спектров мощности, отмечалось стирание регионарных особенностей в сочетанности ЭЭГ исследуемых зон мозга: средние уровни когерентности их ЭЭГ имели близкие значения. Обращает на себя внимание, что во всех, кроме затылочных, областях наблюдался реципрокный характер изменений когерентности симметричных зон коры в рассматриваемых группах больных, отражающий, по-видимому, компенсаторное стремление таламо-гипоталамических структур к поддержанию степени межполушарной сочетанности электрических процессов мозга на определенном уровне.

Рис. 3.3.5. Особенности изменений межполушарной когерентности отдельных физиологических диапазонов ритмов ЭЭГ больных с разными анатомо-топографическими формами краниофарингиом
По оси абсцисс — диапазоны ритмов- по оси ординат — средние уровни когерентности выделенных диапазонов. Обозначения линий и областей см. на рис. 3.3.3
Дробный анализ сочетанности отдельных физиологических диапазонов ритмов ЭЭГ симметричных зон коры по показателям вычисленных для них средних уровней когерентности (рис. 3.3.5) также выявил выраженное в большей степени снижение связей центральных зон коры при поражении гипоталамуса (толстая пунктирная линия) по всем, кроме бета- диапазонам ритмов. По височным областям у этой группы больных отмечается уменьшение, по сравнению с нормой, сочетанности в альфа- и бета- диапазонах. При вовлечении в патологический процесс таламических образований (тонкая пунктирная линия) отмечается обратная картина — повышение по сравнению с нормой сочетанности височных областей по всем, кроме бета-, частотным полосам с формированием четкого максимума в полосе альфа-ритма. Для затылочных и центральных отделов полушарий мозга в обеих группах, в отличие от нормы, не выделяются максимумы сочетанности на определенных диапазонах- распределение анализируемых параметров более равномерное.
Особенности изменений внутриполушарной когерентности ЭЭГ в обеих группах больных определялись направлением и степенью выраженности параселлярного роста опухоли. При разных вариантах нарушений сочетанности ЭЭГ в пределах каждой гемисферы патологическая структура связей у исследованных больных часто характеризовалось реципрокностью изменений внутри- и межполушарной когерентности: снижение межполушарных связей ЭЭГ сопровождалось усилением внутриполушарной сочетанности электрических процессов, наиболее отчетливо выраженном в передних отделах мозга (лобно-центральных). В этих случаях высококогерентными были колебания в широком диапазоне частот или отмечалось избирательное патологическое усиление синхронизации отельных частотных составляющих тета- или замедленного альфа-диапазонов. Обращало на себя внимание, что высококогерентные колебания ЭЭГ передних отделов в пределах каждой гемисферы мозга были синфазными или характеризовались небольшими временными сдвигами. Наиболее закономерно реципрокный характер изменений внутри- и межполушарных соотношений ЭЭГ проявлялся при вовлечении в патологический процесс таламических образований, ослабевая при нарастании степени декомпенсации состояния больного.
С целью выявления особенностей изменений спектральных характеристик ЭЭГ при различных вариантах расположения краниофарингиомы по отношению к средней линии все исследованные больные были разделены на три группы: с срединной локализацией (8 чел,), с ростом опухоли вправо (11 чел.) и влево (10 чел.). При оценке спектров мощности был использован индекс, характеризующий соотношение мощности альфа- и тета-диапазонов, Этот индекс у больных с срединной локализацией очага вычислялся для ЭЭГ левой затылочной области, а при параселлярной локализации — на стороне, противоположной направлению роста опухоли. Проводилось сопоставление с нормативными данными вычисления этого индекса для ЭЭГ левой затылочной области 15 здоровых людей. Для трех исследованных групп больных индекс равнялся соответственно 4,95±0,21, 2,15±0,27 и 2,05±0,17 (при значениях этого параметра в норме 9,94±0,24). Видно, что срединная локализация опухоли сопровождалась значительно меньшими изменениями соотношения мощности альфа- и тета-диапазонов, чем параселлярная. Это было обусловлено в основном за счет нарастания мощности альфа-колебаний, которые в ЭЭГ больных с срединной локализацией опухоли носили характер пароксизмальных генерализованных вспышек.
Сопоставление средних уровней когерентности ЭЭГ симметричных отделов мозга в трех группах больных показало, что при параселлярной локализации отмечается значительно более резкое падение межполушарной когерентности, чем при срединной локализации опухоли. Различия между группами с право- и левосторонним распространением опухоли были выражены нерезко с выявлением реципрокности в характере изменений когерентности симметричных зон коры. Обращало на себя внимание избирательное нарастание сочетанности ЭЭГ височных зон коры при левосторонней локализации опухоли.
Анализ изменений когерентности отдельных диапазонов ритмов ЭЭГ симметричных отделов полушарий в рассматриваемых группах, проведенный в сопоставлении с нормативными данными показал, что компенсаторное увеличение сочетанности ЭЭГ симметричных точек височных зон коры, выявляемое при левостороннем росте опухоли, происходит за счет усиления сочетанности колебаний диапазона тета2. При рассмотрении топографо-анатомических особенностей этих наблюдений оказалось, что у 8 из 10 больных при этом краниофарингома имела вентрикулярную локализацию. В группу с правосторонней локализацией краниофарингиом, наоборот, попали больные со стебельной формой, т.е. с поражением гипоталамуса. В связи с этим можно полагать, что факт усиления когерентности ЭЭГ височных отделов обусловлен скорее всего не левосторонней латерализацией поражения, а является следствием вовлечения в патологический процесс таламических образований. Эта особенность была отмечена нами при сравнительном исследовании ЭЭГ больных двух топографо-анатомических форм краниофарингиом, проведенном без учета характера латерализации патологического очага.
Другая отличительная способность межцентральных отношений ЭЭГ заключалась в том, что при разной латерализации краниофарингиом максимально сочетанными в ЭЭГ симметричных зон коры оказались разные частоты тета-диапазона (при правосторонней 4 —6 Гц, при левосторонней 6 —8 Гц). Последнее может быть обусловлено фактом более тесной связи диэнцефальных отделов, генерирующих низкочастотный тета-ритм, с правым полушарием (Доброхотова, Брагина, 1977). С другой стороны, случаи с левосторонней локализацией краниофарингиом относятся к вентрикулярным формам, а в литературе имеются указания на связь зрительного бугра с формированием в коре ритмической активности альфа-диапазона и пограничных с ним частот (Andersen, And ersson, 1968).
При анализе изменений внутриполушарных связей ЭЭГ трех различных групп обращало на себя внимание то обстоятельство, что при разных вариантах реорганизации этих связей при параселлярном росте опухоли все случаи с срединной локализацией краниофарингиом характеризовались более низкими значениями срединных уровней когерентности в правом полушарии.
Таким образом, сравнительная оценка изменений спектров мощности и когерентности ЭЭГ больных с разными анатомотопографическими вариантами краниофарингиом позволила выявить, наряду с общими, ряд специфических признаков реорганизации электрической активности мозга, определяемых степенью вовлечения в патологический процесс гипоталамических и таламо-подкорковых образований.
Было установлено, что при преимущественном поражении гипоталамуса отмечается более резко выраженное преобладание, по сравнению с нормой, в спектре ЭЭГ колебаний тета-диапазона, что нашло отражение в показателях индекса альфа/тета и значениях средней частоты спектра ЭЭГ.
Наиболее отчетливые различия между анализируемыми группами больных были выявлены при анализе структуры межцентральных отношений электрических процессов мозга. Анализ изменений когерентности отдельных физиологических диапазонов ритмов позволил выявить большую неоднозначность перестройки сочетанности разных частотных полос, а также картины их изменений в различных отделах коры у больных с вовлечением в патологический процесс таламических образований. В этой группе больных наряду с выраженной тенденцией снижения когерентности ЭЭГ симметричных точек центральных, лобных и в меньшей степени затылочных областей мозга отмечалось повышение, по сравнению с нормой, сочетанности большинства диапазонов ритмов ЭЭГ височных отделов полушарий с формированием нехарактерного для здоровых людей максимума сочетанности колебаний альфа-диапазона, т.е. с формированием новой системы циклических связей взамен заторможенным другим системам.
Наряду с этим выявлено стирание регионарных особенностей сочетанности ЭЭГ анализируемых зон коры и подравнивание уровней связей разных диапазонов ритмов ЭЭГ рассматриваемых пар областей, что является отражением сглаживания функциональной мозаики взаимосвязей разных уровней мозга. Эти изменения, более резко проявляющиеся в случаях преимущественного поражения гипоталамических образований, можно рассматривать как следствие нарушения регулирующей роли этих структур в формировании оптимально сбалансированной в норме системы межцентральных отношений биопотенциалов мозга.
При разных вариантах нарушения когерентности ЭЭГ больных с краниофарингиомами наиболее характерной оказалась реципрокность изменений внутри- и межполушарной сочетанности ЭЭГ, наиболее отчетливо выраженная при поражении таламических образований. Выявленная патологическая структура связей, характеризующаяся реципрокностью изменений внутри- и межполушарных взаимоотношений электрических процессов, по-видимому, отражает особенности взаимодействия синхронизирующих и десинхронизирующих механизмов мозга. Важно подчеркнуть, что в стадии декомпенсации, при распаде гомеостаза, эта реципрокность не наблюдается, что позволяет рассматривать ее наличие как одну из ЭЭГ форм проявления компенсаторно-приспособительной деятельности мозга человека. Полученные результаты спектрального анализа ЭЭГ подтверждают и уточняют выдвинутое нами на основании данных частотного анализа ЭЭГ положение о том, что гипоталамические отделы оказывают преимущественно глобальное влияние на формирование пространственно-временной структуры ЭЭГ, а таламические образования имеют более дифференцированный характер влияния на генез различных ритмических форм активности и их межцентральные отношения, а также более выраженные компенсаторные влияния на измененное патологическим процессом корково-подкорковое взаимодействие.
Это положение было подтверждено также результатами факторного анализа разработанных нами формализованных признаков ЭЭГ и анатомо-топографических особенностей краниофарингиом, проведенного на большом статистическом материале (202 больных). Факторный анализ проводился совместно с доктором Ч.М. Вайчисом с помощью компьютерной программы "Прима", включающей методы многомерного статистического анализа и разработанной в медико-математической лаборатории Института нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко РАМН.
Помимо уже отмеченных особенностей факторный анализ позволил установить, что если симптомы заболевания начинали проявляться до периода полового созревания, то число наблюдений с правосторонним ростом опухоли значительно превышало число случаев с ростом опухоли в левое полушарие (62 и 38%). При развитии заболевания после полового созревания отмечалась обратная картина, но с несколько меньшей степенью превышения случаев с левосторонним ростом опухоли (60 и 40%). Можно полагать, что эти результаты отражают проявляющийся в процессе онтогенеза динамический характер преимущественного взаимодействия диэнцефальных структур с правым или левым полушариями мозга.