8.2 Взаимосвязь церебрального энергетического обмена и вызванных потенциалов

Интерес к изучению взаимоотношений между церебральными энергетическими процессами и функцией нервных клеток, связанных с передачей и переработкой сенсорной информации, объясняется принципиальной важностью этого вопроса и его малой изученностью. По данным ПЭТ, чем больше нервные центры участвуют в деятельности, связанной с переработкой информации, тем выше потребление глюкозы и более заметно происходит закисление нервной ткани. Однако этот вопрос не такой простой, поскольку ясно, что зависимость между экстраклеточным рН и нейронной активностью нелинейна, и нужно учитывать зависимость динамики показателей вызванных потенциалов (ВП) и УПП зависит от исходного функционального состояния головного мозга.

183

Настоящий раздел посвящен вопросу взаимодействия энергетических и информационных процессов. С этой целью анализируются корреляционные зависимости между характеристиками ВП разного генеза и показателями УПП.

Под ВП в электрофизиологии подразумевают определенную последовательность позитивных и негативных колебаний разности потенциалов микровольтного диапазона, возникающих в различных участках мозга в ответ на действие какого-либо афферентного стимула. В зависимости от вида стимуляции различают зрительные, слуховые, сомато-сенсорные и др. ВП. В связи с тем, что волны ЭЭГ могут маскировать ВП, в настоящее время используют технику усреднения электрических реакций мозга в ответ на многократно повторяющийся афферентный стимул. Позитивные и негативные колебания вызванного ответа нумеруют, и их называют компонентами ВП; они описываются с помощью временных и амплитудных параметров. Временные характеристики или латентные периоды - это время от момента предъявления афферентного раздражителя до позитивного или негативного пика соответствующего компонента ВП. Амплитуду компонентов измеряют от "пика до пика" или от средней линии до максимума соответствующего компонента ВП. В зрительных вызванных потенциалах (ЗВП), как правило, выделяют три позитивных (P1; Р2; Р3) и три негативных (N1, N2, N3) компонента. Ранние компоненты P1 и отчасти N1 отражают ответ коры на импульсацию, приходящую по специфическим зрительным путям с относительно малым количеством синаптических переключений. Поздние компоненты (P2, N2; Р3, N3) возникают в коре в ответ на импульсацию, поступающую по полисинаптическим ретикуло-лимбико-кортикальным системам мозга.

Почему характеристики УПП и вызванных потенциалов могут быть связаны между собой?

Как уже сообщалось в предыдущих разделах, УПП зависит от активности нервной ткани. Если активность нервных клеток высокая, то ткань закисляется и происходит рост УПП. При этом наибольший вклад в изменения УПП вносит кора головного мозга. Непосредственный вклад подкорковых образований в генерацию УПП вследствие их отдаленности от регистрирующих электродов сравнительно невелик, но высокая фоновая активность коры зависит от порогов возбуждения корковых и подкорковых нейронов. При низких порогах высока вероятность более высокой синхронизированной реакции на афферентный стимул. Порог возбуждения нейронов в определенной мере связан с рН межклеточной среды. Активация нейронов приводит к закислению нервной ткани, которое повышает порог возбуждения нервных клеток, тем самым снижая их функциональную активность. Происходит регу

184

ляция нейронной активности по механизму обратной связи (U. Bonnet et al., 2000).

При изучении корреляционных отношений можно ожидать появление двух видов закономерностей: во-первых, это корреляции, связанные со специфическими сенсорными системами, например между УПП в затылочной области и амплитудно-временными характеристиками компонентов ЗВП в том же отделе мозга. Во-вторых, зависимость между УПП и характеристиками ЗВП, отражающими функциональное состояние мозга в целом и связанными с неспецифическими мозговыми системами. Корреляции второго рода проявляются, в частности, при стрессе.