Стабильность и реактивность спектров мощности и когерентности ээг - электрическая активность мозга при поражении диэнцефальных и лимбических структур
Для выявления особенностей стабильности спектров ЭЭГ при наличии очага в гипофизарной области была проанализирована их динамика на протяжении времени исследования (40 мин) в повторных 15-секундных реализациях ЭЭГ (от 2 до 4) с интервалами 5 — 20 мин. Сопоставление устойчивости во времени рисунка спектров мощности ЭЭГ в норме и патологии обнаружило еледующее: СГ ЭЭГ затылочной области при поражении гипофиза характеризуются снижением стабильности всех частотных диапазонов, кроме тета-ритма, который в патологии оказался более устойчивым, чем в норме.
В противоположность затылочной области, ЭЭГ центральной зоны у больных характеризуется большей стабильностью рисунка спектра по сравнению с нормой практически во всех анализируемых диапазонах частот.
Различия в анализируемых группах выявлялись и при сопоставлении стабильности СГ затылочных и центральных отделов мозга между собой. Было обнаружено, что в отличие от нормы, где отмечается большая стабильность рисунка спектра во всех, кроме тета, диапазонах в задних отделах полушарий, в случаях поражения гипофизарной области стабильность всех диапазонов ритмов в центральной области больше, чем в затылочной. Наиболее четко эта тенденция проявляется для дельтадиапазона.
Сопоставление стабильности межцентральных отношений показало, что средний уровень КОГ (Г) ЭЭГ затылочных и центральных отделов мозга, которые в норме характеризуются высокой стабильностью, в патологии отличаются вариабельностью, отражая неустойчивость уровня статистических связей в ЭЭГ. В противоположность этому рисунок спектра КОГ в случае патологии отличается устойчивым сохранением во времени высокой КОГ в диапазоне тета.
В качестве примера рассмотрим результаты спектрального анализа повторных отрезков ЭЭГ затылочной и центральной областей правого полушария мозга больного М-ва с опухолью гипофиза (рис. 2.2.3). ЭЭГ характеризуется чередованием групп замедленных альфа-колебаний с периодами тета-активности. СГ анализируемых отделов представлены пиками в диапазонах дельта и тета. Видно, что СГ повторных отрезков ЭЭГ варьируют в разной степени. СГ затылочной области более вариабельны за счет изменения соотношений мощности пиков в дельта- и тета-диапазонах. В отличие от затылочной области на СГ центральной зоны коры соотношение мощности доминирующих спектральных компонент на протяжении исследования не изменяется. На графиках когерентности повторных отрезков ЭЭГ затылочной и центральной областей обращает на себя внимание сохранение устойчиво высокого уровня связи по тета-ритму (отмечено точкой).
Рис. 2.2.3. Анализ стабильности спектров мощности и спектров когерентности ЭЭГ затылочной и центральной областей правого полушария мозга больного М-ва с опухолью гипофиза
I — первая, II — вторая реализация ЭЭГ- а — спектры мощности ЭЭГ затылочной области- б — центральной- в — спектры когерентности ЭЭГ затылочной и центральной областей. Остальные обозначения те же, что и на рис. 2.1.1
Таким образом, наличие очага в гипофизарной области приводит к изменению стабильности спектрального состава ЭЭГ, проявляющемуся неоднозначно в анализируемых отделах полушарий. В затылочных областях отмечается уменьшение устойчивости рисунка спектра, в центральных зонах коры наблюдается тенденция к нарастанию стабильности спектральных характеристик ЭЭГ. Исключение составляет тета-ритм, который как в задних, так и в передних отделах полушарий у больных характеризуется повышенной, по сравнению с нормой, стабильностью.
Разнонаправленный характер изменений стабильности ЭЭГ затылочных и центральных отделов приводил к нарушению нормальных соотношений ЭЭГ анализируемых зон коры по этому параметру, выражающемуся в том, что при поражении гипофизарной области стабильность всех диапазонов ритмов в ЭЭГ центральной области была больше, чем затылочной.
Исследование стабильности функции когерентности показало, что рисунок спектра КОГ в случае патологии отличается более устойчивым, по сравнению с нормой, сохранением во времени тесной связи в диапазоне тета. Это стабильная форма тета-ритма в ЭЭГ больных с опухолью гипофиза отличается не только характером пространственно-временной организации, но и особенностями, как это будет показано ниже, проявления реакций на афферентную стимуляцию.
Оценка реактивных сдвигов, наступающих при афферентных воздействиях (световая и звуковая стимуляция), так же как и стабильности, проводилась с помощью коэффициента сходства г спектров фоновых и активированных раздражением ЭЭГ. Сопоставление показателей реактивности спектров с показателями их стабильности в фоне обнаруживает, что в подавляющем большинстве случаев изменения, наступающие при афферентной стимуляции, были выражены меньше спонтанных колебаний спектральных характеристик ЭЭГ в фоне. Это свидетельствует о снижении реактивности мозга исследованных больных.
Коэффициенты сходства СГ в фоне и при раздражениях, вычисленные для всей частотной полосы, так же как и в норме, имеют высокие значения (г = 0,63 — 0,80), свидетельствующие о малой изменчивости спектра в целом. При этом в пределах отдельных физиологических диапазонов ритмов под влиянием афферентных раздражений происходит перестройка соотношений мощности различных частотных составляющих. Интересные изменения в ответ на звуковое раздражение претерпевает тета-диапазон ЭЭГ центральной области: коэффициенты сходства СГ фоновых и активированных раздражением в этом диапазоне имеют отрицательные значения. Эта особенность, отражающая сложную перестройку ритмов по их мощности в пределах тета-диапазона характерна для больных исследуемой группы, т.к. средние показатели коэффициента сходства тета-ритма, полученные при оценке реактивных сдвигов у здоровых людей, имеют положительное значение.
Обращает на себя внимание отсутствие четкой разницы в реагировании ЭЭГ затылочной и центральной областей, в то время как у здоровых испытуемых выявляются статистически достоверные различия, указывающие на бдлыиую реактивность на свет ЭЭГ затылочных отделов мозга.
Кроме того, характерно, что в ЭЭГ затылочных отделов альфа-диапазон изменяется в одинаковой степени при световой и звуковой стимуляции (г = 0,46 и 0,48) в отличие от нормы, где выявляется большая реактивность этого диапазона на световой раздражитель (г = 0,21 и 0,43). Эти данные свидетельствуют о нарушении специфичности реагирования ЭЭГ анализируемых зон коры на разную модальность стимуляции в случаях поражения гипофиза.
Сопоставление показателей реактивных сдвигов СГ больных и здоровых испытуемых выявляет статистически значимое снижение реактивности мозга больных на свет: в затылочной области в диапазоне альфа, в центральной — в полосе тета-ритма. В ответ на звуковую стимуляцию показатели реактивности статистически значимо отличаются только для ЭЭГ центральных отделов мозга: в группе больных отмечается снижение реактивности всей частотной полосы, а также колебаний альфа-диапазона, и увеличение реактивности тета- и бета-частот. Последнее выражается в нарастании этих форм активности под влиянием звукового раздражения. Подобный характер реактивных сдвигов в ЭЭГ здоровых испытуемых, как правило, не наблюдается.
Нарушение специфичности реагирования отдельных зон коры наиболее отчетливо выявилось при исследовании реакции усвоения ритма световых мельканий. Фотостимуляция с частотой 4 —7 Гц вызывала наиболее отчетливую реакцию перестройки в передних отделах полушарий. В ЭЭГ этих больных часто отмечалось явление трансформации ритма: при высокочастотной стимуляции в центрально-лобных областях регистрировались субгармоники. Избирательное усвоение ритма диапазона тета в ЭЭГ передних отделов полушарий мозга больных с раздражением диэнцефальных образований, по-видимому, может указывать на преимущественную роль в формировании этой реакции неспецифической афферентной системы.
На рис. 2.2.4 представлены ЭЭГ и СГ затылочной и центральной областей мозга больного К-ко. (опухоль гипофиза) в фоне и при функциональных нагрузках. В состоянии относительного покоя на СГ отмечается наибольшая мощность альфа-пика (10,5 Гц) в центральной области. Ритмическая фотостимуляция 6 и 17 Гц приводит к депрессии альфа-ритма и появлению частоты, соответствующей ритму мельканий (отмечено стрелкой). 
Рис. 2.2.4. Изменения спектров мощности ЭЭГ затылочной и центральной областей мозга больного К-ко (опухоль гипофиза) при афферентных раздражениях
Приведены результаты анализа ЭЭГ в фоне, при действии ритмического света (6 и 17 Гц) и звукового раздражения, В рамках приводятся значения коэффициента сходства (г) спектров мощности в фоне и при раздражениях для частотной полосы в целом (X) и отдельных диапазонов ритмов (8, 0, а, Р)
Обращает на себя внимание лучшая выраженность реакций перестройки ритма и ее избирательное проявление в центральной зоне коры. Приведенные в рамке значения коэффициента сходства СГ в фоне и при фотостимуляции свидетельствуют о больших изменениях рисунка спектра в целом ЭЭГ центральной области по сравнению с затылочной. Звуковая стимуляция приводит к депрессии альфа-ритма, более четко выраженной, в отличие от нормы, в затылочной области- в центральной зоне коры при этом появляется отсутствующий в фоне пик в диапазоне тета. Показатели сходства СГ фоновой и активированной ЭЭГ в тета-диапазоне имеют отрицательное значение, что указывает на перестройку ритмов по их мощности в пределах данного диапазона.
Исследование динамики межцентральных отношений в коре больших полушарий показало, что у исследованных больных, так же, как и у здоровых испытуемых, эффект афферентной стимуляции в большей степени выражается в перестройке ЭЭГ-картины межцентральных отношений, чем в изменении рисунка спектра ЭЭГ каждой из областей отдельности. Средние величины при исследовании реактивности спектров когерентности были значительно меньше (0,33 — 0,47), чем спектров мощности (0,63 — 0,80). Эти данные свидетельствуют о том, что предъявление афферентных раздражений вызывает прежде всего перестройку взаимоотношений разных областей коры.
Сопоставление реактивности спектров когерентности всей частотной полосы в целом ЭЭГ здоровых испытуемых и больных показало статистически значимое снижение реактивных сдвигов в случаях патологии. Анализ реактивности, проведенный для отдельных диапазонов ритмов, обнаружил, что в ответ на звуковое раздражение показатель изменений когерентности тета-диапазона ЭЭГ затылочной и центральной областей, в отличие от нормы, имел отрицательное значение. Это свидетельствовало
о том, что звуковая стимуляция, приводя к максимальным изменениям тета-диапазона, вызывает сложную картину перестройки структуры межцентральных отношений отдельных составляющих этой частотной полосы.
Как было отмечено ранее, у здоровых испытуемых при выраженных изменениях в рисунке КОГ, средний уровень когерентности (Г) при раздражениях поддерживался близким к фоновому. В патологии мы наблюдали обратную картину: снижение реактивности спектров мощности и функции КОГ сочеталось с выраженными изменениями под влиянием функциональных нагрузок средних уровней когерентности (Г). Наиболее характерным было нарастание Г на предъявление раздражителей всех модальностей в диапазоне медленных ритмов и некоторое уменьшение Г в других диапазонах частот.
Рис. 2.2.5. Особенности изменения спектров мощности и когерентности ЭЭГ затылочной и центральной областей мозга больного М-на (опухоль гипофиза) при афферентных раздражениях
Приведены результаты анализа спектров мощности (а) и когерентности (б) ЭЭГ в фоне, при действии ритмического света (6 и 17 Гц) и звукового раздражения
Рассмотрение особенностей реактивности ЭЭГ исследованных больных показало, что вычисление спектров мощности не всегда позволяло выявить реактивные сдвиги ЭЭГ, так как из-за их слабой выраженности они могли не проявляться в виде дискретных пиков на СГ. Вычисление спектров когерентности при этом позволяло обнаружить появившиеся под влиянием афферентных раздражений реактивные изменения (усвоенный ритм и его гармонические составляющие, альфа- и тета-колебания, отличающиеся по частоте от фоновых) и показать степень их когерентности в пространственно отдаленных точках полушарий. На рис. 2.2.5 приводятся данные вычисления спектров мощности и когерентности ЭЭГ затылочной и центральной областей мозга больного М-на (опухоль гипофиза). В состоянии покоя на С Г затылочной области основная мощность сконцентрирована в альфа-пике. В центральной области максимальной по мощности является медленная составляющая, отмечается небольшой пик альфа. На графике КОГ значимая связь выявляется в дельта-диапазоне, а также в диапазоне тета по частотам, которые на СГ не представлены в виде дискретных пиков. Фотостимуляция 6 Гц приводит к появлению на СГ анализируемых отделов небольшого пика на частоте, соответствующей ритму мельканий- в затылочной области отмечается выраженный пик на частоте, вдвое превышающий ритм фотостимуляции. На графике КОГ значимая связь отмечается в широкой полосе частот медленных ритмов- когерентны частоты, соответствующие ритму мельканий, и их гармоническая составляющая. Фотостимуляция 17 Гц вызывает появление в затылочной области усвоенного ритма, когерентного в анализируемых отделах. Наряду с этим отмечается появление пика альфа, по частоте отличного от фонового и в отличие от последнего когерентного в анализируемых отделах мозга. При звуковом раздражении уменьшается мощность доминирующего в фоне альфа-ритма и появляется тета-ритм, высоко когерентный в анализируемых зонах коры.
Таким образом, анализ реактивных сдвигов рисунка спектров мощности ЭЭГ больных с опухолью гипофиза, проведенный с учетом стабильности спектральных характеристик ЭЭГ в фоне, выявил снижение реактивности мозга и нарушение специфичности реагирования разных зонах коры на определенную модальность раздражителя.
Исследование динамики межцентральных отношений показало, что под влиянием афферентных раздражений изменения рисунка спектра КОГ всей частотной полосы ЭЭГ в целом у больных были выражены статистически значимо меньше, чем у здоровых людей. С другой стороны, средний уровень когерентности, который в ЭЭГ здоровых испытуемых отличался значительной стабильностью и при афферентной стимуляции был близок к фоновому, в случаях патологии гипоталамуса под влиянием функциональных нагрузок изменялся, характеризуя неустойчивость тонуса коры.
В заключение данной главы необходимо подчеркнуть следующее обстоятельство. Описанные изменения спектральнокогерентных параметров ЭЭГ, ее стабильности и реактивности были выявлены у больных с негрубым поражением гипоталамо-гипофизарной области, при отсутствии или нерезкой выраженности патологических сдвигов ЭЭГ в условиях ее визуальной оценки. Это дает основание полагать, что отмеченные изменения в проявлении электрических процессов мозга у данного контингента больных являются наиболее ранними признаками дисфункции диэнцефальных структур и обосновывают перспективность использования спектрально-когерентного анализа ЭЭГ в ранней диагностике патологии этих отделов ЦНС человека.
