Журнал неврологии и психиатрии / 2010 / NEV_2010_01_078

ритмов между различными областями мозга, что, возможно, отражается на нарушении у них когнитивных функций. У больных шизофренией было выявлено также нарушение межполушарной асимметрии по сравнению с нормой не только в фоне, но и в еще большей степени при наличии когнитивной патологии [2, 3]. Кроме того, с помощью алгоритма распознавания образов, адаптированного для анализа ЭЭГ, были определены спектральнотопографические характеристики ЭЭГ, позволяющие дифференцировать ЭЭГ здоровых и больных шизофренией [4]. В развитие проведенных исследований в данной работе изучались мощность и когерентность γ-ритма.

Учитывая, что в настоящее время особая роль в психических процессах связывается с γ-ритмом, в данной работе было проведено изучение мощности и когерентности этого ритма в норме и у двух групп больных шизофрении с клиническими проявлениями, относящимися к разным полюсам — с преобладанием позитивных или негативных симптомов. В последующем проводилось сопоставление этих показателей с результатами нейропсихологического тестирования и качеством жизни больных.

γ-Ритм в последнее время выделяют как ритм, превышающий 30 Гц [15]. Исследования биоэлектрической активности мозга в этом диапазоне в нейрофизиологии представлены достаточно широко [15]. По данным литературы, γ-активности принадлежит большая роль в интеграции деятельности нервных сетей в процессе осуществления таких высших психических функций, как направленное внимание, конструирование целостных образов из отдельных фрагментов, когнитивная и моторная деятельность. При этом было отмечено [10], что каждому виду деятельности соответствуют специфические усиления γ-активности и ее синхронизация между разными областями мозга. Было также установлено, что γ-ритм играет важную роль в психических процессах как в норме, так и при психической патологии, в том числе при шизофрении [3, 7, 11, 13, 16].

Цель настоящего исследования состояла в изучении особенностей γ-ритма ЭЭГ в зависимости от преобладания в клинической картине заболевания позитивных или негативных симптомов и состояния когнитивных функций.

Материал и методы

Обследовали 2 группы больных шизофренией, диагноз заболевания у которых соответствовал рубрике F20 по МКБ-10.

Исключались больные с признаками органического заболевания головного мозга и злоупотребляющие психоактивными веществами.

В числе обследованных были 10 больных (5 мужчин и 5 женщин) с первым эпизодом заболевания шизофренией («острые» больные) с преобладанием в картине болезни позитивной симптоматики и 10 больных (5 мужчин и 5 женщин) с хронической формой шизофрении с протяженностью заболевания более 2 лет с преобладанием негативной симптоматики. Средний возраст больных 1-й группы был 25±4,5 года, 2-й группы — 33±5 лет.

Преобладание позитивных или негативных симптомов определялось по шкале PANSS. По этой шкале 1-я и 2-я группы больных шизофренией достоверно (р<0,05) различались по субшкалам позитивных симптомов

(21,20±4,96 и 14,70±6,53 балла соответственно) и негативных симптомов (18,10±7,69 и 23,70±1,57 балла соответственно).

Больные не получали терапии психотропными препаратами в течение не менее 7 дней до записи ЭГГ.

В качестве контрольной группы были обследованы 38 здоровых — 20 мужчин, 18 женщин, средний возраст которых был — 28±6 лет.

Как в основные группы, так и в группу контроля отбирались соматически здоровые правши. Все они дали письменное согласие на участие в эксперименте.

Запись ЭЭГ проводили от 16 отведений в состоянии покоя (с закрытыми глазами) и в процессе выполнения когнитивных проб на пространственное воображение, арифметический счет и счет часов по воображаемому циферблату (тест, требующий согласованной работы как левого, так и правого полушарий). Исследовали γ-ритм ЭЭГ (30—40 Гц). Анализировали два основных показателя ЭЭГ

— спектральную мощность и когерентные связи между различными мозговыми областями. Для функции когерентности использовалось нормализующее преобразование Z=arcth(γ2), где Z — нормально N(0,1) распределенная величина, γ2 — значение когерентности. Далее, в зависимости от размера группы, определяли порог достоверности (3σ, р<0,001) значений когерентности по Z-критерию. Для двух групп больных шизофренией порог значений когерентности составил 0,482, а для группы здоровых испытуемых — 0,260. В статье обсуждаются цифровые выражения когерентности, превышающие пороги достоверности.

У всех испытуемых (в том числе у здоровых) было проведено нейропсихологическое обследование с использованием шкалы оценки когнитивных процессов [5]. Это обследование проводилось при первом обращении больных. Шкала представляет собой набор методик, основанных на разработках А.Р. Лурия, сгруппированных для оценки основных познавательных функций: слухоречевой и зрительной памяти, праксиса (произвольные движения), гнозиса (зрительный, оптико-пространственный, акустический невербальный и тактильный), мышление, нейродинамика и произвольная регуляция деятельности (всего 31 тест). Каждый тест оценивался по 4-балльной шкале (от 0 до 3), где 0 — это отсутствие нарушений, 1 — легкая степень нарушений, поддающаяся самокоррекции, 2 — средневыраженные нарушения, коррекция возможна с помощью экспериментатора, 3 — выраженные нарушения, коррекция невозможна.

Статистическая обработка показателей когерентности проводилась с помощью метода χ2. Достоверность внутри- и межгрупповых сравнений нейрофизиологических показателей определяли с помощью пакета программ ANOVA. Межгрупповое сравнение полученных балльных оценок проводили по критерию Мана—Уитни.

Результаты

Было установлено, что топография γ-ритма у больных шизофренией значительно отличается от таковой у здоровых (рис. 1). У здоровых испытуемых максимум спектральной мощности γ-ритма располагался в задних отделах мозга, приблизительно симметрично, с небольшим преобладанием в левом полушарии. У больных шизофренией с преобладанием позитивных симптомов он распо-

лагался в передних отделах мозга, со значительным преобладанием в правом полушарии. У больных шизофренией с преобладанием негативных симптомов имелось два отдельных максимума спектральной мощности γ-ритма, оба в левом полушарии, но один в его лобно-височных отделах, а второй — в затылочных.

Анализ спектральной мощности γ-активности в каждой из исследованных корковых областей показал, что в покое у больных с позитивными симптомами достоверных отличий от нормы нет. У больных с негативными симптомами спектральная мощность γ-активности снижена по сравнению с нормой в париетальной и затылочной областях правого полушария (рис. 2). При выполнении всех трех когнитивных тестов спектральная мощность γ-активности в префронтальных областях была достоверно снижена по сравнению с нормой. У больных с негативной симптоматикой спектральная мощность γ-ритма была снижена по сравнению с нормой в затылочной области при выполнении заданий на умственный счет и пространственное воображение и в париетальной — на счет часов по воображаемому циферблату.

При исследовании когерентности (рис. 3) обнаружено, что у здоровых испытуемых имеется большое число достоверных когерентных связей по γ-ритму, как внутри-, так и межполушарных, причем при выполнении когнитивных тестов это число увеличивается. У больных шизофренией обеих групп это число значительно снижено. У больных с позитивными симптомами имеется лишь несколько продольных внутриполушарных связей как в покое, так и при выполнении когнитивных функций, при-

чем в покое таких связей в левом полушарии 3 — от лобной до затылочной областей, а в правом — 4 — от префронтальной до затылочной. При выполнении когнитивных функций у больных с позитивными симптомами в левом полушарии, так же как в фоне, имеется 3 связи, а в правом полушарии число связей уменьшается до 2 (между лобной и париетальной областями). У больных с негативными симптомами количество связей несколько больше, чем у больных с позитивными симптомами. Кроме продольных связей, аналогичных тем, которые имеют место у первой группы больных, у них имеется 3 дополнительные связи в центрально-теменно-париетальных областях обоих полушарий и еще 2 дополнительные связи в правом полушарии (между височной с лобной и париетальной областями). У больных с негативными симптомами в покое отмечалось также наличие связи между затылочными областями, а при выполнении теста — еще и между париетальными.

В нашем исследовании важную роль играли также результаты нейропсихологического тестирования, которое показало, что у всех больных была нарушена произвольная регуляция деятельности с варьированием от незначительного снижения контроля за деятельностью до несостоятельности в построении программы, даже в условиях вторичной коррекции. Больные испытывали трудности в построении и реализации стратегии решения задач, в понимании смысла пословиц и рассказов, в пробах на вербальное и вербально-логическое мышление. Выраженность нарушения невербального мышления была несколько меньшей, являясь наибольшей в группе хрониче-

ских больных. Нарушение регуляторного мышления проявлялось в виде неэффективных стратегий выполнения заданий, ригидности ошибок, персевераций (рис. 4).

Обсуждение

Таким образом, у больных шизофренией было обнаружено нарушение топографического распределения максимумов γ-ритма и более выраженная, чем в норме, их асимметрия. Представляют интерес разнонаправленные изменения показателя спектральной мощности γ-ритма, обнаруженные при исследовании групп больных с выраженным преобладанием позитивных или негативных симптомов — у первых она была повышена, у вторых — понижена. R. Llinas и U. Ribari [14] отмечали повышенную мощность γ-ритма у неврологических больных с хронической болью, болезнью Паркинсона, эпилепсией и пониженную — у пациентов с болезнью Aльцгеймера и рассеянным склерозом. Для исследования таких нарушений шизофрения особенно важна тем, что можно подобрать группы больных с преобладанием того или другого синдрома при одном и том же заболевании.

Во многих работах [7, 9, 13, 17] была выявлена связь γ-ритма с процессами связывания отдельных свойств стимула или события в единое целое, что необходимо для восприятия, опознания, формирования образа, обработки семантической информации, сознания. Повышенная по сравнению с нормой спектральная мощность γ-ритма, наблюдающаяся у больных шизофренией с позитивными симптомами, может быть связана с избыточной функцией ряда медиаторных систем, в частности холинергической, дофаминовой и глутаматной [21, 22]. Пониженная спектральная мощность γ-ритма, наблюдающаяся у больных с негативными симптомами, соответственно может быть связана со снижением функции этих систем.

Повышенная мощность γ-ритма при шизофрении с преобладанием позитивных симптомов может быть связана и с избыточным количеством синапсов из-за недостаточно выраженного «синаптического прунинга»; пониженная мощность этого ритма при шизофрении с преобладанием негативных симптомов, напротив, cвязана с их дефицитом из-за недостаточно выраженного прунинга. Избыточное количество лишних, незрелых и часто «ошибочных» синапсов, наблюдающееся при шизофрении с позитивными симптомами, обусловливает ошибочное

связывание свойств объектов в целое и приводит к искажению процесса восприятия. Дефицит синапсов, наблюдающийся при шизофрении с негативными симптомами, может приводить к понижению когнитивной и психической деятельности.

Для осуществления высших нервных функций важен не только определенный уровень спектральной мощности γ-активности, но и синхронизация этой активности в различных областях мозга [1]. Синхронизация мозговых колебаний рассматривается как возможный механизм взаимодействия нейронных ансамблей. В настоящее время большинство исследований синхронизации проводится методом когерентности. Высокая когерентность может рассматриваться как показатель относительно устойчивой фазовой стабильности внутри заданной частотной полосы. Этот феномен имеет место в норме и наблюдается при шизофрении [10, 18, 20].

У здоровых отмечается значительное число когерентных связей по γ-ритму между различными корковыми областями как внутри-, так и между полушариями; у больных шизофренией обеих групп число связей по этому ритму значительно снижено. Тот факт, что у больных шизофренией с преобладанием позитивных симптомов, переживающих первый эпизод заболевания, сеть когерентных связей почти полностью отсутствует как в покое, так и при выполнении когнитивных тестов, свидетельствует о значительном «разобщении» у них нейронных ансамблей различных мозговых областей, в частности о «функциональном расщеплении полушарий» по γ-ритму, что соответствует их психотическому поведению. Развивающаяся у хронических больных с негативными симптомами наряду со снижением количества когерентных связей и нали-

ЛИТЕРАТУРА

1.Ливанов М.Н. Пространственная организация процессов головного мозга. М: Наука 1972; 181.

чием «функционального расщепления полушарий» дополнительная система связей по этому ритму в задних отделах коры может указывать на своеобразную патологическую адаптацию, что соответствует снижению остроты психотических проявлений, но препятствует успешности лечения. Особое внимание, по нашему мнению, следует обратить на отсутствие межполушарных связей по γ-ритму

уобеих групп больных, что, на наш взгляд, может явиться специфическим признаком шизофрении.

Полученные в настоящей работе результаты могут быть обобщены в виде следующих выводов: 1) спектральная мощность γ-ритма у больных шизофренией с преобладанием позитивной симптоматики выше, чем в норме, а

убольных с преобладанием негативной симптоматики — ниже. Ведущий синдром при шизофрении может определяться уровнем спектральной мощности γ-ритма, что в свою очередь связано с дисфункцией комплекса нейромедиаторных систем мозга; 2) у больных шизофренией обеих групп число когерентных связей, особенно межполушарных, значительно снижено. Выполнение когнитивных заданий, требующих активного участия внимания и памяти, в норме сопровождается значительным усилением синхронности γ-ритма в разных областях мозга. У больных шизофренией такая синхронность отсутствует, что может являться одной из основных характеристик нарушения когнитивных функций при шизофрении; 3) сопряженность характеристик мощности и синхронизации γ-ритма является необходимым условием нормальной психической деятельности.

Работа поддержана грантами BIAL № 20/02, РГНФ № 09-06- 00-459а и ФН-М.

Nelson (ed.). The Minnesota Symposia on Child Psychology 1994; 27: 35—54.

В.Ю. Спектральная мощность и внутрикорковые взаимодействия по β2-ритму в норме и при шизофрении. Журн высш нерв деят 2004; 54:

2:229—236.

3.Стрелец В.Б., Гарах Ж.В., Новотоцкий-Власов В.Ю., Магомедов Р.А.

Соотношение между мощностью и синхронизацией ритмов ЭЭГ в норме и при когнитивной патологии. Журн высш нерв деят 2005; 55:

4:496—504.

4.Стрелец В.Б., Новотоцкий-Власов В.Ю., Гарах Ж.В. и др. Многопараметрический комбинаторный анализ ритмов ЭЭГ в норме и при шизофрении. Журн высш нерв деят 2007; 57: 6: 699—706.

5.Филатова Т.В. Особенности познавательной деятельности при эндогенных депрессиях с «ювенильной астенической несостоятельностью»: Дис. ... канд. психол. наук. М 2000: 149.

6.Abitz M., Nielsen R.D., Jones E.G. et al. Excess of Neurons in the Human Newborn Mediodorsal Thalamus Compared with That of the Adult. Cerebral Cortex 2007; 17: 11: 2573—2578.

7.Behrendt R.P. Hallucinatios: Synchronisation of thalamocortical γ oscillations underconstrained by sensory input. Consciousness and Cognition 2003; 12: 413—451.

8.Benes F. Emerging principles of altered neural circuitry in schizophrenia. Brain Res Rev 2000; 31: 251—269.

9.Bennet M.R. The Idea of Consciousness. Synapses and the Mind. Harwood: UK. Harwood Acad Publ 1997; 176.

10.Ford J.M., Mathalon D.H. Corollary dysfunction in schizophrenia: Can it explain auditory hallucinations? Int J Psychophysiol 2005; 58: 179—189.

11.Gruzelier J. Functional Neurophysiological asymmetry in schizophrenia: a review and reorientation. Bull Schizophr 1999; 25: 91.

12.Huttenlocher P.R. Synaptogenesis, synapse elimination, and neural plasticity in the human cerebral cortex: Threats to optimal development. In: C.A.

tivity: a review and contribution to an integrative neuroscience model of schizophrenia. Brain Res Rev 2003; 41: 57—78.

14.Llinas R.R., Ribary U. Coherent40-Hz oscillation characterizes dream state in humans. Proc Nat Acad Sci USA 1993; 90: 2078—2081.

15.Recommendations for the Practice of Clinical Neurophysiology: Guidelines of the International Federation of Clinical Neurophysiology. Electroencephal and Clin Neurophysiol 1999; 52: 29.

16.Roopun A.K., Cunningham M.O., Racca C. et al. Region-Specific Changes in Gamma and Beta2 Rhythms in NMDA Receptor Dysfunction Models of Schizophrenia. Schizophr Bull 2008; 34: 5: 962—973.

17.Singer W. Consciousness and the binding problem. Ann NY Acad Sci 2001; 929: 123—146.

18.Schack et al. Cerebral information Transfer During word Processing: Where and does it occur and Row test is it? Human Brain Mapping 2003; 19: 18— 36.

19.Strelets V.B., Novototsky-Vlasov V.Y., Golikova J.V. Cortical connectivity in high frequency beta-rhythm in schizophrenics with positive and negative symptoms. Int J Psyhophisiol 2002; 44: 101—115.

20.Tononi G., Sporns O., Edelman G.M. A measure for brain complexity: relating functional segregation and integration in the nervous system. Proc Nat Acad Sci USA 1994; 91: 5033—5037.

21.Traub R.D., Pais I., Bibbig A. et al. Transient Depression of Excitatory Synapses on Contributes to Epileptiform Bursts During Gamma Oscillations in the Mouse Hippocampal Slice. J Neurophysiol 2005; 94: 1225—1235.

22.Whittington M.A., Traub R.D., Faulkner H.G. et al. Recurrent EPSPs induced by synchronised fast oscillations. Proc Nat Acad Sci USA 1997; 94: 12198—12203.