12. Гипотезы о природе суммарной биоэлектрической активности мозга.

Вызванная электрическая активность головного мозга - биоэлектрическая активность головного мозга, возникающая в постимпульсном интервале в ответ на афферентную стимуляцию или на прямое раздражение структур мозга. Различают:

- вызванную активность одиночных нейронов;

- вызванные комплексные реакции;

- вызванные потенциалы и др.

Электрическая активность головного мозга — одно из проявлений метаболизма, находящее свое отражение в различных (импульсных и градуальных) изменениях потенциала возбудимых мембран. В результате суперпозиции этих элементарных проявлений электрогенеза возникает широкий спектр различных электрических реакций головного мозга, с достаточной полнотой отражающих как функции целого мозга, так и функции различных мозговых образований. В зависимости от способа и условий регистрации в электрофизиологии могут отдельно рассматриваться изменения мембранного потенциала, потенциалы действия, электроэнцефалограмма (суммарная биоэлектрическая активность), медленная электрическая активность, вызванные потенциалы и т.д. Регистрация Э. а. г. м. занимает важное место в нейрофизиологии, психофизиологии, диагностической и лечебной работе и т.д., т.к. позволяет оценивать внутрицентральные отношения и функциональное состояние мозга при восприятии, внимании, формировании и воспроизведении следа памяти, реализации других функций мозга.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) (греч. enkephalos – мозг + gramma – запись) – это регистрация суммарной электрической активности головного мозга. Электрические колебания в коре головного мозга обнаружили Р. Кетон (1875) и В.Я. Данилевский (1876). Впервые ЭЭГ у животных была зарегистрирована В.В. Правдич-Неминским (1913 – 1925), а у человека – Г. Бергером (1929), которые описали основные ритмы ЭЭГ. Запись ЭЭГ возможна как с поверхности кожи головы, так и с поверхности коры в эксперименте и в клинике при нейрохирургических операциях. В этом случае она называется электрокортикограммой. Служит для анализа изменения мозговой активности в тех или иных экспериментальных ситуациях. Запись ЭЭГ производится с помощью биполярных (оба активны) или униполярных (активный и индифферентный) электродов, накладываемых попарно и симметрично в лобно-полюсных, лобных , центральных, теменных, височных и затылочных областях мозга. В клинике обычно используется запись с помощью 10-12 электродов. Основными анализируемыми параметрами являются частота и амплитуда волновой активности. Кроме записи фоновой ЭЭГ используют функциональные пробы: экстероцептивные (световые, слуховые и др.), проприоцептивные, вестибулярные раздражители, гипервентиляция, сон.

Происхождение волн ЭЭГ выяснено недостаточно. Наиболее вероятно, что ЭЭГ отражает алгебраическую сумму возбуждающих и тормозных постсинаптических потенциалов ( ВПСП и ТПСП) множества нейронов. На основании данных о физиологических процессах строятся гипотезы о работе различных психических структур, таких как восприятие, внимание, мышление, память, эмоции, движения, речь и саморегуляция. Кроме того в силу существования стойких индивидуальных особенностей ЭЭГ данный метод может использоваться в дифференциальной психологии и психофизиологии.

  Ритмы мозга.

   Ритмы мозга (греч. rhytmos – равномерное чередование) — спонтанная электрическая активность мозга, обусловленная суммацией электрической активности нейронов. В электроэнцефалограмме можно выделить следующие ритмы: альфа, бета, гамма, дельта, тета.    Альфа–ритм в состоянии относительного покоя имеет частоту — 8–13 Гц, среднюю амплитуду — 30–70 мкВ с периодическим усилением и ослаблением (альфа–веретена). Фиксируется в первую очередь в затылочных отделах головного мозга. Анализ характеристик альфа–ритма важен при изучении когнитивных процессов, возрастной динамики и индивидуальных особенностей. Вызывается таламо–кортикальными и интракортикальными процессами. По мнению Г. Уолтера, альфа–ритм — это свидетельство процесса сканирующих поисков паттерна, он затухает, когда паттерн найден.    Бета–ритм представляет собой низкоамплитудные (с амплитудой в 4–5 раз меньше, чем у альфа–ритма), треугольные по форме колебания с частотой 13–25 Гц.. Фиксируется при умственной работе, при эмоциональном напряжении и в условиях воздействия внешних раздражителей.    Гамма–ритм характеризуется частотой 25–30 Гц. и амплитудой до 25 мкВ. Обычно маскируется более медленными волнами.    Мю–ритм по частоте и амплитуде похож на затылочный альфа–ритм. Фиксируется в области роландовой извилины коры головного мозга. Изменения мю–ритма связаны только с влиянием кинестезических раздражителей. Так, при выполнении любых движений происходит блокировка мю–ритма.    Тета–ритм имеет частоту 4–8 Гц. и амплитуду 10–200 мкВ. При низкой амплитуде (25–35 мкВ) тета–ритм входит как компонент в нормальную ЭЭГ. Познавательная активность приводит к увеличению мощности и пространственной синхронизации тета–волн. Если в состоянии бодрствования наблюдаются пароксизмальные и асимметричные тета–волны, то это может свидетельствовать о патологии. Для детей, у которых тета–ритм относительно более выражен, повышена вероятность проявления черт неуравновешенности и агрессивности, свидетельствующих о затруднений социальной адаптацией. По мнению Г. Уолтера, тета–ритм обеспечивает сканирование чувства удовольствия.    В том или ином психологическом состоянии набор ритмов, составляющих электроэнцефалограмму, меняется. При активации (психическом напряжении, решении задач, работа) происходит усиление высокочастотных ритмов, а при достижения покоя (сне) — низкочастотных. В частности, при достижении состояния гипнотического сна исчезает альфа–ритм, снижается частота и амплитуда бета–ритма, нарастают дельта— и тета–ритмы, а в состоянии дза–дзен резко возрастает альфа–ритм и происходит синхронизация ритма 2–й половины. При альфа–ритме со значением 10,5 гц достигается глубокая релаксация. Отмечено также, что ритмы мозга гипнолога и испытуемого, подвергающегося воздействию гипноза, синхронизируются. Низкий бета–ритм (15 гц) свидетельствует о нормальном состоянии бодрствования, высокий бета–ритм (30 гц) — о наркотическом опьянении, низкий тэта–ритм (4 гц) — о глубоком сне, а более высокий (7 гц) — о медитативном „путешествии вне тела“.

Возникновением различных форм биоэлектрической активности сопровождается любой акт жизнедеятельности – мышечное сокращение, деятельность сердца, а также деятельность мозга. Регистрация Б.Э.А. возможна с помощью спец. аппаратуры. В частности, при измерении Б.Э.А. мозга мы получаем электроэнцефалограмму мозга.

Было выдвинуто несколько гипотез о природе суммарной Б.Э.А.:

1. Изначально считали, что Б.Э.А. мозга создается суммой потенциалов действия клетки. Но от этой теории отказались.

2. Когда было выяснено, что эл. сигнал от нейрона передается через синапс, то было выдвинуто предположение, что Б.Э.А. – это сумма постсинаптических потенциалов. Это мнение и господствует в настоящее время.

3. Также высказывалось предположение, что Б.Э.А. – это сумма потенциалов галиальных клеток, но эта гипотеза пока не подтвержена.