2.1.3. Топографическое картирование электрической активности мозга

ТКЭАМ — топографическое картирование электрической актив­ности мозга— область электрофизиологии, оперирующая с множест­вом количественных методов анализа электроэнцефалограммы и вы­званных потенциалов. Широкое применение этого метода стало возмож­ным при появлении относительно недорогих и быстродействующих персональных компьютеров. Топографическое картирование сущест­венным образом повышает эффективность ЭЭГ метода. ТКЭАМ поз­воляет очень тонко и дифференцированно анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с видами выполняемой испытуемым психической деятельности. Однако, следует подчеркнуть, что метод картирования мозга являет­ся не более, чем очень удобной формой представления на экране дис­плея статистического анализа ЭЭГ и ВП.

Сам метод картирования мозга можно разложить на три основ­ные составляющие: регистрацию, анализ и представление данных.

Регистрация данных. Используемое число электродов для ре­гистрации ЭЭГ и ВП, как правило, варьирует в диапазоне от 16 до 32, однако в некоторых случаях достигает 128 и даже больше. При этом большее число электродов улучшает пространственное разре­шение при регистрации электрических полей мозга, но сопряжено с преодолением больших технических трудностей.

Для получения сравнимых результатов используется система «10 — 20», при этом применяется в основном монополярная реги­страция.

Важно, что при большом числе активных электродов можно исполь­зовать лишь один референтный электрод, т.е. тот электрод относи­тельно которого регистрируется ЭЭГ всех остальных точек постанов­ки электродов. Местом приложения референтного электрода служат мочки ушей, переносица или некоторые точки на поверхности скальпа (затылок, вертекс). Существуют такие модификации этого метода, ко­торые позволяют вообще не использовать референтный электрод, за­меняя его значениями потенциала, вычисленными на компьютере.

Анализ данных. Выделяют несколько основных способов количе­ственного анализа ЭЭГ: временной, частотный и пространственный.

Первый представляет собой вариант отражения данных ЭЭГ и ВП на графике, при этом время откладывается по горизонтальной оси, а амплитуда — по вертикальной. Временной анализ применяют для оцен­ки суммарных потенциалов, пиков ВП, эпилептических разрядов. Ча­стотный анализ заключается в группировке данных по частотным ди­апазонам: дельта, тета, альфа, бета. Пространственный анализ сопря­жен с использованием различных статистических методов обработ­ки при сопоставлении ЭЭГ из разных отведений. Наиболее часто при­меняемый способ — это вычисление когерентности.

Способы представления данных. Самые современные компью­терные средства картирования мозга позволяют легко отражать на дисплее все этапы анализа: «сырые данные» ЭЭГ и ВП, спектры мощности, различные графики, диаграммы и таблицы, топографические карты — как статистические, так и динамические в виде мультфиль­мов, а также по желанию исследователя — возможны различные ком­плексные представления. Следует особо указать на то, что приме­нение разнообразных форм визуализации данных позволяет лучше понять особенности протекания сложных мозговых процессов.

Топографические карты представляют собой контур черепа, на ко­тором изображен какой-либо закодированный цветом параметр ЭЭГ в определенный момент времени, причем разные градации этого па­раметра (степень выраженности) представлены разными цветовыми оттенками. Поскольку параметры ЭЭГ постоянно меняются по ходу обследования, соответственно этому изменяется цветовая композиция на экране, позволяя визуально отслеживать динамику ЭЭГ процессов. Параллельно с наблюдением исследователь получает в свое распоря­жение и статистические данные, лежащие в основе карт (рис.2.5).

15.9

7.9

8.00 - 9.50

10.00-11.50

12.00-13.50

Рис. 2.5 ЭЭГ-карты, представляющие топографическое распределение

значений спектральной мощности ЭЭГ

Под каждой картой указан диапазон анализируемых частот. Справа — шкала значений спектральной мощности ЭЭГ, мкВ (по Н.Л.Горбачевской с соавт., 1991)

Использование ТКЭАМ в психофизиологии наиболее проду­ктивно при применении психологических проб, которые являются топографически контрастными», т.е. адресуются к разным отде­лам мозга (например, вербальные и пространственные задания).