Нейрофизиологическое исследование функциональных возможностей головного мозга. Нейрофизиологическое обследование

К методам нейрофизиологического обследования относятся электроэнцефалография (ээг), реоэнцефалография (рэг), магнитоэнцефалография (мэг), вызванные потенциалы (вп).

Электроэнцефалография. Это метод изучения особенностей функционирования мозга с использованием записи биотоков, представляющих алгебраическую сумму внеклеточных электрических полей, возбуждающих и тормозящих постсинаптических потенциалов корковых нейронов, что отражает происходящие в них процессы метаболизма. Эти биотоки чрезвычайно слабы (сила тока 10-15 мкв), поэтому для их регистрации используют усилители. Ээг отражает совместную активность большого числа нейронов, и по ее картине можно судить о работе различных участков мозговой сети, расположенной под электродами. Особую важность ээг представляет для диагностики , очаговых органических поражений мозга. При эпилепсии выявляются острые волны, пики, комплексы «пик - волна» и другие проявления судорожной активности. В ряде случаев такие комплексы регистрируются у лиц, которые никогда не имели судорожных припадков, но при этом риск их возникновения достаточно высок («скрытая »). Регистрируются и такие случаи, когда при наличии у больных припадков судорожная активность на ээг отсутствует. Ее выявлению способствует гипервентиляция, которая достигается глубокими вдохами и выдохами в течение 1-2 мин. Если больные принимают противосудорожные средства, судорожная готовность подавляется. При органических поражениях мозга без припадков на ээг отмечаются умеренные диффузные изменения биоэлектрической активности мозга.

Реоэнцефалография. Рэг используется с целью изучения особенностей мозгового кровообращения, его патологии и служит для измерения сопротивления между электродами, которые особым образом расположены на поверхности черепа. Это сопротивление, как считается, обусловлено главным образом внутричерепной гемодинамикой. Измерение проводится слабым переменным током (от 1 до 10 ма) высокой частоты. По характеру кривой рэг - скорости нарастания пульсовой волны, наличию и положению дикротического зубца, межполушарной асимметрии и форме рэг в разных отведениях - можно косвенно судить о кровоснабжении различных зон мозга и состоянии сосудистого тонуса. В некоторых случаях рэг позволяет диагностировать последствия закрытой черепно-мозговой травмы или геморрагического инсульта. Диагностике помогают разработанные компьютерные программы для автоматического многоканального анализа рэг и получение данных в наглядной графической форме.

Магнитоэнцефалография. Мэг - бесконтактный метод исследования функции мозга с регистрацией сверхслабых магнитных полей, которые возникают в результате протекания в головном мозге электрических токов. Особенностью магнитного поля является то, что череп и мозговые оболочки практически не оказывают влияния на его величину, они «прозрачны» для магнитных силовых линий. Это дает возможность регистрировать активность не только поверхностно расположенных корковых структур (как в случае ээг), но и глубоких отделов мозговой ткани с достаточно высоким отношением показателей сигнал/шум. Для мэг впервые был разработан математический аппарат и созданы программные средства определения локализации дипольного источника в объеме мозга, которые затем модифицировали для анализа ээг. Поэтому мэг достаточно эффективна для точного определения внутримозговой локализации эпилептических очагов, тем более что теперь созданы многоканальные мэг-установки. Мэг значительно дополняет данные ээг.

Метод вызванных потенциалов. Вп - это кратковременные изменения электрической активности головного мозга, возникающие в ответ на сенсорную стимуляцию. Амплитуда единичных вп настолько мала, что они практически не выделяются на фоновой ээг. Для их определения и выявления используется метод усреднения стимулов с помощью специализированных лабораторных эвм. В зависимости от модальности сенсорных раздражителей различают зрительные вп (звп) на вспышку света, слуховые вп (свп) и стволовые вп (ствп) - на звуковой щелчок, а также соматосенсорные вп (ссвп) - на электростимуляцию кожи или нервов конечностей. Усредненный вп - это полифазный комплекс, отдельные компоненты которого имеют определенные амплитудные соотношения и значения пиковой латентности. Различают направленные вверх негативные волны (n1, n2) и направленные вниз позитивные волны (p1, р2, рз). Для большинства вп известна внутримозговая локализация генераторов каждого из компонентов, причем наиболее коротколатентные (до 50 мс) комплексы генерируются на уровне рецепторов и стволовых ядер, а среднелатентные (50-150 мс) и длиннолатентные (более 200 мс) - на уровне корковых проекций анализатора. В психиатрической практике чаще используется звп и свп, а также так называемые вп, связанные с событием (erp), которые называют когнитивными (более 250 мс).

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ

Предположение о связи мозга с «разумом», «управляющим духом» - всем тем, что теперь называется психической деятельностью и центральной регуляцией функций организма - заслуга мыслителей, живших многие сотни лет до нас - Гиппократа, Платона.

Основные сведения, которые могут иметь отношение к феноменологии психической деятельности человека, были получены благодаря широкому внедрению современных инструментальных методов нейрофизиологии. Эти методы позволяют прямо или косвенно оценивать функциональное состояние центральной нервной системы.

Электроэнцефалография - метод исследования головного мозга, основанный на регистрации его электрических потенциалов.

На электроэнцефалограмме регистрируется сложный колебательный электрический процесс, который является результатом электрической суммации и фильтрации элементарных процессов, протекающих в нейронах головного мозга, работающих в значительной степени независимо.

Многочисленные исследования показывают, что электрические потенциалы отдельных нейронов головного мозга связаны тесной и достаточно точной количественной зависимостью с информационными процессами.

Для того чтобы нейрон генерировал потенциал действия, передающий сообщение другим нейронам или эффекторным органам, необходимо, чтобы собственное его возбуждение достигло определенной пороговой величины. Уровень возбуждения нейрона определяется суммой возбуждающих и тормозных воздействий, оказываемых на него в данный момент через синапсы. Если сумма возбуждающих воздействий больше суммы тормозных на величину, превышающую пороговый уровень, нейрон генерирует нервный импульс, распространяющийся затем по аксону.

Мембрана — оболочка нейрона — обладает электрическим сопротивлением. За счет энергии обмена веществ концентрация положительных ионов во внеклеточной жидкости поддерживается на более высоком уровне, чем внутри нейрона. В результате существует определенная разность потенциалов. Эта разность потенциалов называется потенциалом покоя нервной клетки и составляет около 60-70 мВ. Внутриклеточная среда заряжена отрицательно относительно внеклеточного пространства.

Наличие разности потенциалов между внутриклеточной и внеклеточной средой носит название поляризации мембраны нейрона. Увеличение этой разности потенциалов называется соответственно гиперполяризацией, а уменьшение — деполяризацией.

Наличие потенциала покоя является необходимым условием нормального функционирования нейрона и генерирования им электрической активности. При прекращении обмена веществ или снижении его ниже допустимого уровня различия концентраций заряженных ионов по обе стороны мембраны сглаживаются, с чем связано прекращение электрической активности в случае клинической или биологической смерти мозга.

Электрические процессы, происходящие на уровне отдельных нейронов и их отростков, регистрируются с помощью микроэлектродов, вводимых непосредственно в нейрон.

В клинической электроэнцефалографии электрическую активность измеряют при помощи электродов, которые превышают размер нейрона в десятки тысяч раз.

Электроды устанавливаются на интактные покровы головы, т.е. весьма далеко от генерирующей электрическую активность ткани.

В таких условиях элементарные потенциалы отдельных нейронов выделены быть не могут и электроэнцефалограмма представляет собой суммарную регистрацию электрической активности многих тысяч и даже миллионов нервных элементов.

В связи с этим возникает вопрос о том, какие процессы организации отражаются в этой суммарной электрической активности.

В норме на электроэнцефалограмме регистрируется достаточно организованный колебательный процесс, в котором можно отчетливо выделить регулярные ритмические составляющие. Это является прямым доказательством того, что нейроны мозга работают не в случайных режимах, а синхронизируют свою активность между собой, т.е. объединяются в большие группы, дающие относительно одновременные положительные и отрицательные колебания потенциала, которые и приводят к выделению из общего «шума» мозговой активности ритмического сигнала, регистрируемого электроэнцефалографом.

Одним из наиболее важных в теоретическом и практическом плане вопросов является выяснение того, какие системы мозга играют главную роль в синхронизации мозговой активности.

Электрическая активность отдельных нервных клеток отражает их функциональную активность по переработке и передаче информации. Отсюда можно сделать заключение, что суммарная электроэнцефалограмма также в преобразованном виде отражает функциональную активность, но уже не отдельных нервных клеток, а их громадных популяций, т.е. функциональную активность мозга.

Это положение представляется исключительно важным для анализа электроэнцефалограммы, поскольку дает ключ к пониманию того, какие системы мозга определяют внешний вид электроэнцефалограммы и внутреннюю организацию мозговой активности.

Не анализируя детально все теоретические и экспериментальные данные, можно достаточно уверенно констатировать, что на разных уровнях ствола и в передних отделах лимбической системы имеются ядра, активация которых приводит к изменению уровня функциональной активности практически всего мозга.

Среди этих систем выделяют восходящие активирующие системы, расположенные на уровне ретикулярной формации среднего мозга и в преоптических ядрах переднего мозга и тормозящие, сомногенные системы, расположенные главным образом в неспецифических таламических ядрах, в нижних отделах моста и продолговатом мозге.

Общими для обеих этих систем являются ретикулярная организация их подкорковых механизмов и диффузные, двусторонние корковые проекции. Поскольку конечный эффект действия этих двух систем реализуется на одних и тех же мозговых корковых системах, уровень функциональной активности определяется удельным весом активности каждой из систем в конкретной ситуации.

Изменения функциональной активности мозга находят достаточно однозначное отражение на электроэнцефалограмме. Связь этих изменений с электроэнцефалографическими проявлениями настолько велика, что в современных исследованиях электроэнцефалографические показатели являются одними из важнейших при оценке уровня функциональной активности в клинической нейрофизиологии и психофизиологии.

Многочисленными исследованиями на человеке показано, что возбуждение активирующих ретикулокортикальных систем (например, в ответ на предъявление нового стимула, вызвавшего непроизвольное внимание) приводит к десинхронизации основного ритма, которая проявляется снижением амплитуды среднечастотного альфа-компонента, доминирующего в состоянии покоя, и усилением представленности высокочастотных колебаний альфа-диапазона, бета- и гамма - активности.

Высокий уровень функциональной активности мозга, соответствующий эмоциональному напряжению, направленному вниманию, выполнению новой задачи, требующей интеллектуальной мобилизации, характеризуется повышением объема воспринимаемой и перерабатываемой мозгом информации, требований к гибкости и мобильности мозговых систем.

Для всего этого необходима большая автономия нейронов в осуществлении их функций, что соответствует большей информационной содержательности процессов, в них происходящих. Это повышение степени свободы и автономности активности отдельных нейронов во времени и проявляется десинхронизацией в суммарной электрической активности.

Снижение уровня функциональной активности сопровождается сокращением афферентного притока и большей зависимостью организации нейронной активности мозга от эндогенных механизмов. В этих условиях отдельные нейроны, объединяясь в большие синхронизированные группы, оказываются в большей зависимости от деятельности связанных с ними больших популяций нейронов. Мозговые системы работают в этих условиях как бы на резонансных режимах, в связи с чем ограничиваются возможности включения нейронов в новую активность и возможность их реагирования на поступающие извне стимулы.

Синхронизированная активность, отражающаяся на электроэнцефалограмме регулярными высокоамплитудными, но медленными колебаниями, соответствует меньшей информационной содержательности, что совпадает с низким уровнем функциональной активности мозга.

Метод регистрации электроэнцефалограммы - суммарной электрической активности, отводимой с поверхности головы, рассматривается как наиболее распространенный и адекватный для изучения нейрофизиологических основ психической деятельности.

Многоканальная запись электроэнцефалограммы позволяет одномоментно регистрировать электрическую активность многих функционально различных областей коры.

Электроэнцефалограмма отводится с помощью специальных электродов (чаще серебряных), которые фиксируются на поверхности черепа шлемом или крепятся клеящей пастой. Наиболее часто используется расположение электродов по системе 10-20 %, где их координаты рассчитаны по основным костным ориентирам. Поскольку электроэнцефалография отражает разность потенциалов между двумя точками, для выяснения активности отдельных корковых областей используют индифферентный электрод, помещаемый чаще всего на мочке уха. Это так называемое монополярное отведение. Наряду с этим анализируется разность потенциалов между двумя активными точками (биполярное отведение).

Электроэнцефалография как самостоятельная область клинической диагностики имеет свой специфический язык - электроэнцефалографическая семиотика. Как для всякого колебательного процесса, основными понятиями, на которые опирается характеристика электроэнцефалограммы, являются частота, амплитуда и фаза.

Частота определяется количеством колебаний в секунду; ее записывают соответствующим числом и сокращенным обозначением секунды после знака дроби.

Поскольку электроэнцефалография представляет собой вероятностный процесс, на каждом участке записи встречаются волны различных частот, поэтому в заключение приводят среднюю частоту оцениваемой активности.

Амплитуда — размах колебаний электрического потенциала на электроэнцефалограмме, измеряют от пика предшествующей волны до пика последующей волны в противоположной фазе, оценивают амплитуду в микровольтах. Для измерения амплитуды используют калибровочный сигнал. Так, если калибровочный сигнал, соответствующий напряжению в 50 микровольт, имеет на записи высоту 10 мм, то соответственно 1 мм отклонения записи будет означать 5 микровольт.

Фаза определяет текущее состояние процесса и указывает на направление вектора его изменений.

Независимо от способа регистрации в электроэнцефалограмме выделяются следующие типы ритмических колебаний: дельта-ритм, тета-ритм, альфа-ритм - это основной ритм электроэнцефалограммы, преимущественно выраженный в каудальных отделах коры (затылочной и теменной), бета-ритм, гамма-колебания.

Эти ритмы различаются не только по своим частотным, но и функциональным характеристикам. Их амплитуда, топография, соотношение являются важным диагностическим признаком и критерием функционального состояния различных областей коры при реализации психической, интеллектуальной деятельности.

Известно, что в спокойном состоянии у человека альфа ритм электроэнцефалограммы регистрируется в затылочной области мозга при закрытых глазах. Рядом авторов показана локализация генераторов этого ритма в зрительной коре. Таким образом, альфа-ритм лучше всего выражен в затылочных отделах и имеет наибольшую амплитуду в состоянии спокойного расслабленного бодрствования, особенно при закрытых глазах в затемненном помещении. При повышении уровня функциональной активности мозга (напряженное внимание, интенсивная психическая работа, чувство страха) амплитуда альфа-ритма уменьшается, часто до полного его исчезновения. На электроэнцефалограмме появляется высокочастотная нерегулярная активность.

Бета-ритм — ритм электроэнцефалограммы, присущий состоянию активного бодрствования. Наиболее сильно этот ритм выражен в лобных областях, но при различных видах интенсивной деятельности резко усиливается и распространяется на другие области мозга. Так, выраженность бета-ритма возрастает при предъявлении нового неожиданного стимула, в ситуации внимания, при умственном напряжении, эмоциональном возбуждении.

Дельта- и тета колебания могут в небольшом количестве и при амплитуде, не превышающей амплитуду альфа-ритма, встречаться на электроэнцефалограмме взрослого бодрствующего человека. В этом случае они указывают на определенное снижение уровня функциональной активности мозга.

Необходимо также сказать о том, что существуют различные предположения о значении медленноволновой активности на электроэнцефалограмме. В работах Леонида Ростиславовича Зенкова с соавторами отмечено, что патологическими считаются электроэнцефалограммы, содержащие тета - и дельта колебания, превышающие по амплитуде 40 микровольт и занимающие более 15% от общего времени регистрации.

По данным других ученых дельта-волны регистрируются тогда когда человек находится в состоянии глубоко сна, во время гипноза, в состоянии транса.

В тоже время имеются данные о том, что дельта-волны - это своеобразный радар, принимающий информацию на инстинктивном уровне. Люди с большой амплитудой дельта-волн, как правило, обладают хорошо развитой интуицией. Большая амплитуда дельта-волн делает человека чрезвычайно проникновенным. Такие люди привыкли полагаться на свое шестое чувство, так как оно часто подсказывает им правильные выходы из самых различных ситуаций.

Анализ электроэнцефалограммы осуществляется как визуально, так и с помощью компьютерных методов.

Визуальная оценка применяется в клинической практике. С целью унификации и объективизации диагностических оценок используется метод структурного анализа электроэнцефалографии, основанный на выделении функционально сходных признаков и их объединении в блоки, отражающие характер активности структур мозга различного уровня.

Спектральный, корреляционный анализы, и особенно, анализ функции когерентности ритмической активности позволяют оценивать степень сходства организации ритмов на электроэнцефалограмме в различных мозговых структурах. Сходство организации биоритмов рассматривается как необходимая предпосылка взаимодействия и адекватный показатель функционального объединения структур мозга при осуществлении различных видов деятельности.

Для изучения механизмов регуляции и динамики нервных процессов, а также для уточнения наличия и локализации очага патологической активности и размеров поражения мозга применяют функциональные пробы. В первую группу включены пробы, позволяющие исследовать реакции мозга на внешние раздражители, например реакция активации, фото и фоностимуляция. Другая группа функциональных проб связана с воздействием на внутреннее состояние организма путем изменения его метаболизма, фармакологических или некоторых механических воздействий, изменяющих гемоциркуляцию в мозге, например гипервентиляция. В отдельных случаях применяют такую пробу как депривация сна и при проведении электроэнцефалографии у детей с эпилептическими приступами некоторые специалисты рекомендуют проводить так называемую пробу «отмены противоэпилептических препаратов» с целью исследовать наличие вероятности провокации приступа.

Реакция активации - это проба с открыванием и закрыванием глаз, которая проявляется в виде снижения амплитуды основного ритма. Реакция активации интересна в плане провокации некоторых форм генерализованной эпилептической активности, которая появляется через короткое время после закрывания глаз, особенно это касается бессудорожных форм приступов. Локальная (корковая) эпилептическая активность обычно при десинхронизации (во время открывания глаз) сохраняется. В то время как эпилептическая активность обусловленная процессом в глубинных структурах мозга может исчезать.

Фотостимуляцию часто проводят световыми мельканиями фиксированной частоты от 5 до 30 Гц сериями по 10-20 секунд. Помимо одиночных вспышек света, в зависимости от цели исследования можно применять серии одинаковых вспышек. Такая функциональная проба позволяет выявлять фотосенситивную эпилептическую активность. Серии вспышек заданной частоты также применяют для исследования реакции усвоения ритма - способности электроэнцефалографических колебаний воспроизводить ритм внешних раздражений. В норме реакция усвоения ритма хорошо выражена на частоте мельканий, близкой к собственным ритмам электроэнцефалограммы.

Фоностимуляция обычно применяется в виде кратковременного громкого звукового сигнала. Информативность этой пробы мала, но иногда встречается провокация локальной эпилептической активности. Интересно появление вертекс-потенциала в начале пробы, который чаще встречается у детей с невротическими проявлениями.

Гипервентиляция - это частое и глубокое дыхание в течение 1-3 минут. Такое дыхание вызывает выраженные обменные изменения в головном мозге за счет интенсивного выведения углекислоты, которые, в свою очередь, способствуют появлению эпилептической активности на электроэнцефалограмме у людей с приступами. Гипервентиляция во время записи электроэнцефалограммы позволяет выявить скрытые эпилептические изменения и уточнить характер эпилептических приступов. Произвольная гипервентиляция как функциональная проба применяется для выявления скрытых поражений нервной системы с 1929 года, когда независимо друг от друга появились работы немецкого ученого Ферстера и американского исследователя Роззета. Ферстер предложил использовать произвольную гипервентиляцию для выявления скрыто протекающих форм эпилепсии. Роззет применял ее для распознавания разнообразных поражений нервной системы. Этот метод в течение нескольких лет широко распространился, и его стали использовать при диагностике не только эпилепсии, но и истерии, мигрени, нарколепсии, невропатии, психопатии, эпидемического энцефалита, органических поражений нервной системы.

С введением в клиническую практику метода электроэнцефалографии было выявлено, что у большого числа больных эпилепсией гипервентиляция уже в первые минуты приводит к появлению и усилению эпилептической активности, усилению и генерализации локальных эпилептических проявлений.

Проба с лишением сна в течение суток, применяется в случаях, когда при «обычном» исследовании пациента с эпилептическими приступами необходимо увеличить вероятность выявления эпилептической активности. Эта проба повышает информативность электроэнцефалографии примерно на 28. Однако, проба достаточно тяжело переносится детьми младше 10 лет.

Другой тип суммарной электрической активности, возникающий в ответ на внешние воздействия, - вызванные потенциалы - отражает изменения функциональной активности областей коры, осуществляющих прием и обработку поступающей информации. Вызванный потенциал представляет собой последовательность разных по полярности - позитивных и негативных компонентов, возникающих после предъявления стимула. Количественными характеристиками вызванных потенциалов являются латентный период (время от начала стимула до максимума каждого компонента) и амплитуда компонентов. Метод регистрации вызванных потенциалов широко используется при анализе процесса восприятия.

В экспериментальных моделях на животных при одновременной регистрации вызванных потенциалов и активности отдельных нейронов была показана связь основного комплекса вызванных потенциалов с возбудительными и тормозными процессами, протекающими на разных уровнях коры больших полушарий. Было обнаружено, что начальные компоненты вызванных потенциалов связаны с активностью пирамидных клеток, воспринимающих сенсорную информацию, - это так называемые экзогенные компоненты. Возникновение других, более поздних фаз ответа, отражает обработку информации, осуществляемую нейронным аппаратом коры при участии не только сенсорного афферентного потока, но и импульсации, поступающей из других отделов мозга, в частности, из ассоциативных и неспецифических ядер таламуса, и по внутрикорковым связям из других корковых зон.

Эти нейрофизиологические исследования положили начало широкому использованию вызванных потенциалов человека для анализа когнитивных процессов.

У человека вызванные потенциалы имеют относительно небольшую амплитуду по сравнению с фоновой электроэнцефалографией, и его изучение стало возможно только при использовании компьютерной техники выделения сигнала из шума и последующего накопления реакций, возникающих в ответ на ряд однотипных стимулов.

Вызванные потенциалы, регистрируемые при предъявлении сложных сенсорных сигналов и решении определенных когнитивных задач, получили название связанных с событиями потенциалов.

При изучении связанных с событиями потенциалов наряду с параметрами, используемыми при анализе вызванных потенциалов, - латентный период и амплитуда компонентов - применяются и другие специальные методы обработки, позволяющие в сложной конструкции вызванных потенциалов дифференцировать компоненты, разные по функциональной значимости.

Вызванные потенциалы на различные раздражители часто являются единственным способом узнать о состоянии глубинных структур мозга и оценить их функцию. Кроме того, поскольку мы регистрируем ответ на известный и строго дозированный раздражитель, мы имеем возможность оценить сохранность зрительной, или, например, слуховой функции.

Ценность получаемой информации о работе различных структур мозга делает вызванные потенциалы незаменимым методом их исследования. Более того, некоторые отделы мозга нельзя тестировать никакими другими методами.

Использование вызванных потенциалов является неоценимым средством для раннего обнаружения и прогнозирования течения различных заболеваний, таких как инсульт, опухоли головного мозга, последствия черепно-мозговой травмы, рассеянный склероз и многих других. Ранняя диагностика этих состояний определяет своевременность назначения их адекватного лечения.

Различают зрительно вызванные потенциалы, слуховые вызванные потенциалы мозгового ствола, соматосенсорные вызванные потенциалы.

Исследование зрительных вызванных потенциалов дает возможность получить объективную информацию о состоянии зрительного нерва, объективно оценить остроту зрения и возможность ее улучшения, оценить работу зрительных центров в головном мозге и контролировать динамику их состояния на фоне лечения.

Акустические стволовые вызванные потенциалы позволяют оценить состояние слухового нерва и центров слухового пути в наиболее глубинных структурах мозга - так называемом мозговом стволе и подкорке. Наиболее часто акустические стволовые вызванные потенциалы применяются в клинической практике для оценки тугоухости, изменений в стволе головного мозга (недостаточность кровообращения, инфаркт, опухоль), воздействия на ствол мозга при травмах и других заболеваниях.

Соматосенсорные вызванные потенциалы - это ответ нервной системы на всех ее уровнях - от нервов конечностей до коры головного мозга. Регистрируются на раздражение нервов рук или ног в зависимости от поставленной задачи. Информативны при нарушениях чувствительности, повреждениях спинного мозга на различных уровнях, подозрениях на поражение подкорковых чувствительных центров и коры головного мозга.

Эхоэнцефалография - это метод исследования головного мозга человека, в основе которого лежит различная проницаемость структур головного мозга для ультразвука. Возможность использования ультразвука для обнаружения невидимых объектов впервые была показана Спаланцани в 1793 году. Он установил, что летучие мыши, лишенные возможности воспринимать звук, теряют способность ориентироваться в темноте.

Ультразвук представляет собой механические распространяющиеся упругие колебания среды с частотой выше частоты слышимого звука, т.е. выше 18 000 Гц.

При высокой частоте колебаний ультразвук может быть сформирован в остро направленные лучи. При длине волны, значительно меньшей, чем толщина среды, в которую переходит ультразвук, и при достаточной разнице акустических сопротивлений двух сред на границах между ними в соответствии с законами геометрической линейной оптики происходит отражение ультразвука. В однородной среде ультразвук распространяется с постоянной скоростью. Для тканей человеческого организма, в частности ткани мозга, эта скорость близка к скорости распространения ультразвука в воде и составляет около 1500 метров в секунду.

Отражение ультразвука по законам геометрической оптики позволяет по направлению посланного ультразвукового луча и положению точки, в которой воспринято эхо, точно определить местоположение отражающей структуры. Эти два главных факта являются основой применения метода ультразвукового зондирования для целей определения положения и топографии внутричерепных структур.

В нормальных условиях отражающими ультразвук структурами являются мягкие покровы и кости головы, мозговые оболочки, интерфазы: мозговое вещество — спинномозговая жидкость, спинномозговая жидкость — эпифиз; а также сосудистые сплетения и некоторые пограничные области серого и белого вещества. В условиях патологии такими отражающими структурами могут быть патологические образования: опухоли, абсцессы, гематомы.

При одномерной эхографии наибольшее значение имеют эхо-сигналы, отраженные от срединных структур мозга: III желудочка, эпифиза и прозрачной перегородки. В норме эти образования лежат в сагиттальной срединной плоскости головы, давая в качестве вариантов отклонения не более 2-3 мм.

При развитии одностороннего супратенториального объемного процесса, сопровождающегося изменением объема соответствующего полушария мозга, происходит смещение срединных структур мозга в сторону здорового полушария. При обратных объемных изменениях — атрофическом процессе в одном из полушарий — смещение может быть направлено в сторону пораженного полушария. Смещение срединных образований мозга может быть зарегистрировано эхоэнцефалографически по соответствующему изменению положения отраженного от них эха на горизонтальной развертке электронно-лучевой трубки эхоэнцефалографа. Это позволяет при учете других клинических данных правильно установить не только сторону поражения, но и в определенной мере его характер (объемные процессы).

При проведении эхоэнцефалографического исследования диагностически важным является изменение положения М-эха (сигнал от срединных структур) так как этот показатель отражает изменения объемных межполушарных соотношений, в большинстве случаев как показатель увеличения объема одного из полушарий под влиянием патологического процесса.

На представленном слайде отражено смещение М-эха слева направо на 12 мм.

Значительное место в расстройстве нормальной работы мозга занимают нарушения мозгового кровообращения. В нейрофизиологии достаточно широко применяется простой метод оценки кровенаполнения в бассейнах основных снабжающих мозг артерий - реоэнцефалография.

Реоэнцефалография представляет собой измерение сопротивления между электродами, особым образом расположенными на поверхности головы, которое в основном обусловлено внутричерепной гемодинамикой. Для предотвращения поляризации и воздействия электрического тока на мозг измерение производится слабым переменным током высокой частоты.

Слайд 21

На слайде показан фрагмент реограммы, которая представляет собой кривую, синхронную с пульсом. Анализ реографических кривых имеет два основных направления: первое направление - визуальный анализ, основанный на трактовке внешней формы реографической волны и ее отдельных деталей; второе направление - анализ с использованием цифровых расчетов.

При визуальном анализе в реограмме выделяют крайние точки волны: начало, вершину и конец. Участок кривой от начала до вершины называется восходящей частью реографической волны - анакрота; участок от вершины до конца волны - нисходящей частью - катакрота.

В норме восходящая часть волны более крутая, а нисходящая часть пологая. На нисходящей части отмечается дополнительная дикротическая волна и инцизура. При повышении тонуса сосудистой стенки дикротическая волна на нисходящей части смещается к вершине волны, а выраженность инцизуры уменьшается. При понижении тонуса происходит обратное явление - резкое увеличение выраженности дикротической волны.

Цифровой анализ реографических кривых позволяет уточнить характер изменений, определяемых визуально, и выявить целый ряд других особенностей в состоянии сосудов изучаемой области.

Наряду с электроэнцефалографией, все большую популярность в последнее время приобретает метод магнитной энцефалографии, обладающий высоким временным и пространственным разрешением, позволяющим локализовать источники активности нейронов коры головного мозга, связанные с выполнением той или иной экспериментальной задачи.

Первые электромагнитные поля нервной системы были зарегистрированы у лягушки с помощью индукционного датчика. Они были записаны с расстояния 12 мм при возбуждении седалищного нерва.

Самый сильный сигнал из порождаемых переменными биотоками у человека дает сердце. Впервые магнитное поле сердца человека было записано в 1963 году. Первые же измерения электромагнитного поля мозга человека были сделаны Коеном в 1968 году. Магнитным методом он зарегистрировал спонтанный альфа-ритм у здоровых обследуемых и изменение активности мозга у эпилептических больных.

Создание магнитометров связано с открытием Джозефсона, за которое он получил Нобелевскую премию.

Работая в области криогенной технологии со сверхпроводящими материалами, он обнаружил, что между двумя сверхпроводниками, разделенными диэлектриком, возникает ток, если они находятся вблизи электромагнитного поля. На основе открытия Джозефсона были созданы СКВИДы — сверхпроводниковые квантомеханические интерференционные датчики.

Однако магнитометры, работающие на базе СКВИДа, относятся к классу очень дорогостоящего оборудования. Это обусловлено тем, что их необходимо регулярно заполнять жидким гелием в качестве диэлектрика. Поэтому дальнейшее совершенствование магнитометров связано с разработкой квантовых магнитометров с оптической накачкой. Были созданы МОНы, в которых вместо жидкого гелия используются пары щелочного металла цезия. Это более дешевые системы, не требующие криогенной техники. В них световой сигнал поступает по световодам от общего источника и достигает фотодетекторов. Каждый магнитометр имеет множество датчиков, что позволяет получать пространственную картину распределения электромагнитного поля.

Магнитоэнефалограф устанавливают в специальном помещении, оборудованном защитными металлическими стенами, которые предотвращают влияние внешних магнитных полей на результаты исследования. На голову пациента надевается специальный, со встроенными сенсорами, шлем. Во время магнитоэнцефалографии пациент может сидеть или лежать. Исследование абсолютно безболезненное и может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов. После записи происходит анализ данных, конечным результатом которого является заключение о предполагаемом местонахождении воспалительного очага или очага эпилепсии.

Магнитоэнцефалография по сравнению с электроэнцефалографией обладает рядом преимуществ. Прежде всего, это связано с бесконтактным методом регистрации. Магнитоэнцефалография не испытывает искажений от кожи, подкожной жировой клетчатки, костей черепа, твердой мозговой оболочки, крови, так как магнитная проницаемость для воздуха и для тканей примерно одинакова.

В процессе регистрации отражаются только источники активности, которые расположены тангенциально (параллельно черепу), так как магнитоэнцефалография не реагирует на радиально ориентированные источники. Благодаря этим свойствам магнитоэнцефалография позволяет определять локализацию только корковых диполей, тогда как в электроэнцефалографии суммируются сигналы от всех источников независимо от их ориентации, что затрудняет их разделение. Магнитоэнцефалография не требует индифферентного электрода и снимает проблему выбора места для реально неактивного отведения.

Магнитоэнцефалография дополняет информацию об активности мозга, получаемую с помощью электроэнцефалографии.

Компьютерная томография основана на использовании новейших технических методов и вычислительной техники, позволяющих получить множество изображений одной и той же структуры и ее объемное изображение.

Суть томографических методов исследования - получение срезов мозга искусственным путем. Для построения срезов используют либо просвечивание, например, рентгеновскими лучами, либо излучение от мозга, исходящее от изотопов, введенных предварительно в мозг.

Различают структурную и функциональную томографию. Рентгеновская томография относится к структурной. Позитронно-эмиссионная томография, которую еще называют прижизненным методом функционального изотопного картирования мозга, относится к функциональной.

Из методов компьютерной томографии наиболее часто используется метод позитронно-эмиссионной томографии. Этот метод позволяет охарактеризовать активность различных структур мозга на основе изменения метаболических процессов. При обменных процессах нервные клетки используют определенные химические элементы, которые можно пометить радиоизотопами. Усиление активности сопровождается усилением обменных процессов, и в областях повышенной активности образуется скопление изотопов, по которым и судят об участии тех или иных структур в психических процессах.

В неврологии позитронно-эмиссионная томография позволяет выявить функциональные изменения головного мозга при сосудистых заболеваниях, деменциях, а также применяется для дифференциальной диагностики очаговых образований. В 2003 году ученым-медикам удалось впервые в мире прижизненно с помощью позитронно-эмиссионной томографии поставить достоверный диагноз на ранних стадиях болезни Альцгеймера.

Болезнь Альцгеймера - это заболевание, связанное с гибелью клеток головного мозга и ведущее к тяжелым расстройствам памяти, интеллекта, других когнитивных функций, а также к серьезным проблемам в эмоциональной и поведенческой сферах. Главная опасность в том, что дегенеративные процессы в течение первых 15-20 лет протекают в организме человека незаметно.

Другим широко используемым методом является ядерно-магнитно-резонансная томография. Метод основан на получении изображения, отражающего распределение плотности ядер водорода (протонов), при помощи электромагнитов, расположенных вокруг головы человека.

Водород является одним из химических элементов, участвующих в метаболических процессах, и потому его распределение в структурах мозга является надежным показателем их активности. Преимущество этого метода состоит в том, что его использование, в отличие от позитронно-эмиссионной томографии, не требует введения в организм радиоизотопов и вместе с тем так же, как позитронно-эмиссионная томография, позволяет получить четкие изображения «срезов» мозга в различных плоскостях.

Технология магнитно-резонансной томографии, которая основана на ядерно-магнитно-резонансной томографии достаточно сложна: используется эффект резонансного поглощения атомами электро-магнитных волн. Человека помещают в магнитное поле, которое создает аппарат. Молекулы в организме при этом разворачиваются согласно направлению магнитного поля. После этого радиоволной проводят сканирование. Изменение состояния молекул фиксируется на специальной матрице и передается в компьютер, где строится изображение и проводится обработка полученных данных.

В настоящее время о вреде магнитного поля ничего не известно. Однако большинство ученых считают, что в условиях, когда нет данных о его полной безопасности, подобным исследованиям не следует подвергать беременных женщин. По этим причинам, а также в связи с высокой стоимостью и малой доступностью оборудования компьютерная и ядерно-магнитно-резонансная томографии назначаются по строгим показаниях в случаях спорного диагноза или безрезультатности других методов исследований. Магнитно-резонансная томография не может также проводиться у тех людей, в организме которых находятся различные металлические конструкции - искусственные суставы, водители ритма сердца, дефибрилляторы, ортопедические конструкции, удерживающие кости.

Мозговая ткань не имеет собственных энергетических ресурсов и зависит от непосредственного притока кислорода и глюкозы, поставляемых через кровь. Поэтому увеличение локального кровотока может быть использовано в качестве косвенного признака локальной мозговой активации.

Метод разработан в 50-х и начале 60-х годов. Он основан на измерении скорости вымывания из ткани мозга изотопов ксенона или криптона (изотопный клиренс) или же атомов водорода (водородный клиренс).

Скорость вымывания радиоактивной метки прямо связана с интенсивностью кровотока. Чем интенсивнее кровоток в данном участке мозга, тем быстрее в нем будет накапливаться содержание радиоактивной метки и быстрее происходить ее вымывание. Увеличение кровотока коррелирует с ростом уровня метаболической активности мозга.

Регистрация метки производится с помощью многоканальной гамма-камеры. Применяют два метода введения изотопов. При инвазивном методе изотоп вводят в кровяное русло через сонную артерию. Регистрацию начинают через 10 с после инъекции и продолжают в течение 40-50 с. Недостаток этого метода состоит в том, что можно исследовать только одно полушарие, которое связано с той сонной артерией, в которую сделана инъекция. Кроме того, не все области коры снабжаются кровью через сонные артерии.

Более широкое распространение получил неинвазивный способ измерения локального кровотока, когда изотоп вводят через дыхательные пути. Человек в течение 1 мин вдыхает очень малое количество инертного газа ксенона-133, а затем дышит нормальным воздухом. Через дыхательную систему изотоп попадает в кровяное русло и достигает мозга. Метка уходит из мозговой ткани через венозную кровь, возвращается к легким и выдыхается. Скорость вымывания изотопа в различных точках поверхности полушарий преобразуется в значения локального кровотока и представляется в виде карты метаболической активности мозга. В отличие от инвазивного метода в этом случае метка распространяется на оба полушария.

Наталья Петровна Бехтерева в своем выступлении сказала, что «Исследование мозговой организации различных видов психической деятельности и состояний привело к накоплению материала, свидетельствующего, что физиологические корреляты разных видов психической активности могут быть обнаружены почти в каждой точке мозга. С середины 20 века не утихают споры об эквипотенциальности мозга и локалицианизме — представлений о мозге как о лоскутном одеяле, сотканном из самых различных центров. Сегодня ясно, что истина посередине, и принят третий, системный подход: высшие функции мозга обеспечиваются структурно-функциональной организацией с жесткими и гибкими звеньями».

В институте мозга человека под руководством Натальи Павловны Бехтеревой был проведен эксперимент, когда добровольцам предлагали составить рассказ из слов. При этом исследовалась локальная скорость мозгового кровотока.

На слайде визуально представлены достоверные различия локального мозгового кровотока при выполнении творческого задания по сравнению с нетворческим. Полученные результаты привели авторов к заключению, что «творческая деятельность обеспечивается системой из большого числа распределенных в пространстве звеньев, причем каждое звено играет особую роль и демонстрирует определенный характер активации». Тем не менее, они выделили зоны, которые, по-видимому, вовлечены в творческую деятельность более других. Это префронтальная кора обоих полушарий. Исследователи считают, что эта область связана с поиском нужных ассоциаций, извлечением смысловой информации из памяти, удержанием внимания. Сочетание этих форм активности, вероятно, приводит к рождению новой идеи.

Нейропсихология - отрасль психологической науки, возникшая на стыке психологии, медицины (неврологии, нейрохирургии) и физиологии, изучающая мозговые механизмы психических процессов на материале локальных поражений мозга, созданная в нашей стране работами А. Р. Лурия и его учеников, которые в течение 50 лет разрабатывали различные проблемы нейропсихологии.

Как самостоятельная научная дисциплина нейропсихология оформилась в 40-50 гг., чему способствовал целый ряд причин:

Во-первых, новые физиологические теории (теория функциональных систем П. К. Анохина /5/ и концепция многоуровневого построения движений Н. А. Бернштейна /9/). Идея системного подхода к ВПФ, предложенная П. К. Анохиным, и представление о постоянных и меняющихся компонентах движения (как психической функции), разработанное Н. А. Бернштейном, легли в основу теоретических представлений А. Р. Лурия, который использовал эти положения для построения теории системной динамической локализации высших психических функций человека;

Во-вторых, появление концепции культурно-исторического развития ВПФ Л. С. Выготского. Принципы, сформулированные Л. С. Выготским /14, 15/, послужили началом целенаправленных многолетних исследований, проводившихся А. Р. Лурия и его сотрудниками. Автор выдвинул идею о системном строении и системной мозговой организации высших форм психической деятельности, о последовательном формировании ВПФ человека и последовательном (прижизненном) изменении их мозговой организации как основной закономерности психического развития. Исследования Л. С. Выготского легли в основу научного изучения системного строения различных психических процессов, разработки возможности компенсации нарушенных психических функций при локальном поражении мозга;

И в-третьих, успехи неврологии, нейрохирургии и патопсихологии. В ходе Великой Отечественной войны появилось большое количество раненых с поражением головного мозга, что позволило провести клиническую проверку теоретических исследований /23, 41, 43/. Огромный вклад в становление нейропсихологии внесла Б. В. Зейгарник со своими сотрудниками, изучая патологию мыслительных процессов и аффективной сферы при органических поражениях мозга.

Сформировавшись на стыке нескольких научных дисциплин, нейропсихология как самостоятельная отрасль науки сосредоточилась на изучении роли отдельных систем головного мозга в осуществлении психической деятельности.

Можно выделить основные задачи нейропсихологии.

1. Изучение изменения психических процессов при локальных поражениях мозга, что позволяет увидеть, с каким мозговым субстратом связан тот или иной вид психической деятельности.

2. Нейропсихологический анализ дает возможность выявить те общие структуры, которые имеются в совершенно разных психических процессах.

3. Ранняя диагностика очаговых поражений мозга.

Рассматривая методические основания нейропсихологии, все многообразие методов, используемых ею как самостоятельной научной дисциплиной, их можно разделить на две группы. К первой следует отнести те методы, с помощью которых были получены основные теоретические знания, а ко второй - методы, которые используются нейропсихологами в практической деятельности.

Что касается первой группы, то здесь выделяют сравнительно-анатомический метод исследования, метод раздражения и метод разрушения /22, 43/. Сравнительно-анатомический метод исследования позволяет выяснять зависимость способов жизни, поведения животных от особенностей строения их нервной системы. С помощью данного метода были выяснены принципы работы мозга, а также строение коры больших полушарий, но изучить функции тех или иных структур было сложно. Метод раздражения предполагает анализ особенностей ВПФ в результате воздействия на мозг. Поскольку это воздействие можно оказывать по-разному, выделяют прямое раздражение, непрямое раздражение и раздражение отдельных нейронов. Первое предполагает непосредственное воздействие на отдельные участки коры с помощью электрического тока или механически. В 1871 г. Фрич и Гитцик таким образом выделили моторные зоны у собак, Ч. Шерингтон (1903) провел опыты на обезьянах, В. Пенфилд впервые использовал данный метод на человеке (1945). Однако непосредственное воздействие на мозг имеет ряд ограничений, особенно в отношении человека. Поэтому возникла потребность в более естественном методе изучения функций головного мозга - непрямом раздражении или непрямой стимуляции коры. Этот метод предполагает выявление изменения электрической активности тех или иных участков мозга в результате воздействия тех или иных естественных факторов. Наиболее распространен метод вызванных потенциалов, когда в ответ на определенное внешнее воздействие регистрируют изменения ритмов в спектре электроэнцефалограммы. Дальнейшее развитие экспериментальной нейрофизиологии позволило перейти к более тонкому анализу - изучению активности отдельных нейронов, что стало возможным в результате применения микроэлектродов, которые могут быть вживлены в отдельный нейрон. Однако основную роль в становлении нейропсихологии как науки о мозговых механизмах психических процессов сыграл метод разрушения (или выключения). Этот метод предполагает разрушение определенной области мозга животного и наблюдение за особенностями его поведения. Что касается человека, то метод заключается в наблюдении над больным после нейрохирургических операций или ранений в область мозга. Можно выделить необратимые разрушения (хирургическое удаление тех или иных участков мозга, метод перерезки комиссур мозга, предложенный Р. Сперри) и обратимые нарушения работы отдельных участков мозга. Обратимые нарушения связаны с временным отключением отдельного участка мозга с последующим восстановлением функций: охлаждение ниже 25 градусов приводит к прекращению активности нейронов /25/, метод Вада, предполагающий введение в сонную артерию специального препарата и отключение соответствующего полушария мозга /36/.

се вышеперечисленные методы позволили получить основные данные, которые и легли в основу нейропсихологии, поэтому их можно отнести скорее к научным методам исследования. В практической деятельности нейропсихологов используется предложенный А. Р. Лурия метод синдромного анализа, или, иначе, «батарея Луриевских методов». А. Р. Лурия отобрал ряд тестов, объединенных в батарею, которая позволяет оценить состояние всех основных ВПФ (по их параметрам). Эти методики адресованы ко всем мозговым структурам, обеспечивающим эти параметры, что и позволяет определить зону поражения мозга. Изменение сложности задач и темпа их предъявления дает возможность с большой точностью выявить тонкие формы нарушения (поставить топический диагноз). Предложенный метод основан на системном подходе к анализу нарушений функции и качественном анализе дефекта и представляет собой набор специальных проб, адресующихся к различным познавательным процессам, произвольным движениям и действиям.

Данные методы, являясь основным инструментом клинической нейропсихологической диагностики, направлены на изучение различных познавательных процессов и личностных характеристик больного - речи /31/, мышления /47, 50/, письма и счета /50/, памяти /46/. Специальную область применения нейропсихологических методов составляет проблема школьной дезадаптации. С помощью метода синдромного анализа можно определить наличие или отсутствие мозговых дисфункций у детей с трудностями обучения, раскрыть механизмы, лежащие в основе этих затруднений, и понять первичный дефект, определивший их возникновение /17, 38, 46/.

Несмотря на сравнительную молодость нейропсихологии, в настоящее время появилось несколько направлений, различающихся своими задачами. Все эти направления объединены общими теоретическими представлениями и общей конечной задачей, состоящей в изучении мозговых механизмов психических процессов. Е. Д. Хомская выделяет следующие /41, 43/.

Клиническая нейропсихология ,которая занимается исследованием больных с локальными поражениями мозга. Основной задачей является изучение нейропсихологических синдромов при локальных поражениях мозга. Исследования в этой области имеют большое практическое значение для диагностики, подготовки психологического заключения о возможности лечения, восстановления и прогноза дальнейшей судьбы больных. Основным методом является метод клинического нейропсихологического исследования. В настоящее время в клинической нейропсихологии изучаются синдромы, связанные с поражением правого полушария мозга, с дефектами межполушарного взаимодействия, с нарушением глубинных структур мозга. Дальнейшее развитие этого направления связано с развитием современных методов диагностики локальных поражений мозга.

Экспериментальная нейропсихология (нейропсихология познавательных процессов). Основной задачей является экспериментальное изучение различных форм нарушений психических процессов при локальных поражениях мозга. Благодаря работам А. Р. Лурия и его учеников наиболее изучены память и речь /21, 31, 45/. Им была создана классификация афазий, основанная на представлении о речевой деятельности как сложной функциональной системе, значительно дополнены представления об организации памяти. В настоящее время проводятся исследования особенностей нарушения познавательных процессов и эмоционально-личностной сферы при разных по локализации поражениях мозга.

Реабилитационная нейропсихология . Основной задачей этого направления является восстановление ВПФ при локальных поражениях мозга. Наиболее разработаны принципы и методы восстановления речи /7, 22, 31, 45, 48/. Разработки в этой области начались в годы Великой Отечественной войны (А. Р. Лурия, А. В. Запорожец, Б. Г. Ананьев, А. Н. Леонтьев). Были предложены научно обоснованные методы восстановления ВПФ, опирающиеся на центральное положение о том, что сложная психическая функция может быть восстановлена за счет перестройки нарушенной функциональной системы. В результате поврежденная функция начинает работать с помощью нового набора психических средств, что предполагает и ее новую мозговую организацию. В настоящее время в сферу деятельности нейропсихологов входят больные, перенесшие инсульт, различного рода травмы мозга и т. д. Разрабатываются новые методы восстановления речи, аудиовизуальные методы, групповые, воздействие на эмоционально-личностную сферу больных.

Экологическая нейропсихология оценивает влияние различных неблагоприятных экологических факторов на состояние психических функций и на эмоционально-личностную сферу с позиций нейропсихологии. Данное направление начало развиваться вскоре после Чернобыльской катастрофы /40/, и в условиях постоянно ухудшающейся окружающей среды эти исследования становятся все более актуальными.

Нейропсихология развития . Задача - выявление закономерностей развития мозга. Н. Н. Корсакова с соавторами указывает, что это особенно важно для диагностики локальных поражений мозга и для диагностики минимальной мозговой дисфункции у детей, поскольку на разных этапах онтогенеза поражение одного участка мозга проявляется по-разному. Недостаточная эффективность отдельных функциональных систем (в том числе речи) может быть вызвана как индивидуальными особенностями онтогенеза ребенка, приводящими к незавершенности формирования функциональных систем, так и спецификой морфогенеза мозга ребенка, проявляющегося в неравномерном созревании мозговых зон /17/. В последние годы в самостоятельную область выделилась нейропсихология детского возраста /2, 17, 46/. Это новое направление нейропсихологии, изучающее специфику нарушения психических функций при локальных поражениях мозга у детей. Исследования в этой области позволяют выделить закономерности локализации высших психических функций, а также проанализировать влияние локализации очага поражения на психическую функцию в зависимости от возраста. Большое внимание уделяется нейропсихологическому анализу трудностей обучения у детей младшего школьного возраста в связи с минимальными мозговыми дисфункциями /17/, которые приводят к специфическому формированию функциональных систем психики, нехарактерных для данного возрастного периода, и базируются на стихийном включении компенсаторных механизмов. Нейропсихологическая диагностика позволяет понять закономерности связи мозга и психических функций в онтогенезе и выявить мозговые детерминанты отклонения в темпе и уровне развития той или иной функции /38/.

Психофизиологическое направление в нейропсихологии - это направление, в задачу которого входит изучение физиологических механизмов нарушений высших психических функций. Оно развивается в тесной связи с психофизиологией, широко используя ее методы исследования (электроэнцефалография, окулография, миография и т. д.).

Нейропсихология сформировалась благодаря запросам практики, в первую очередь - необходимости диагностики локальных поражений мозга и восстановления нарушенных психических функций. По-прежнему актуальными остаются такие направления практического использования нейропсихологии, как диагностическое, реабилитационное и нейропсихологический подход.

Целью диагностического направления является практическое применение различных нейропсихологических методов исследования для определение зоны поражения мозга и оценки динамики состояния высших психических функций в до- и послеоперационном периоде. Эти методы были разработаны А. Р. Лурия на материале травматических и опухолевых поражений мозга, но их используют и для изучения других форм поражения мозга, в частности в клинике инсультов. За последнее время развитие технических средств диагностики локальных поражений головного мозга изменило место нейропсихологического диагностирования в системе различных диагностических мероприятий. Они все больше используются для оценки динамики состояния ВПФ в до- и послеоперационных периодах, поскольку нейропсихологические синдромы, отражающие функциональное состояние мозга, появляются раньше и исчезают позже, чем какие-либо другие симптомы. Кроме того, эти методы используют для контроля над лекарственной терапией больных, перенесших нейрохирургические операции.

Реабилитационное направление практического применения методов нейропсихологии связано с восстановлением нарушенных ВПФ, речи, интеллектуальной и мнестической деятельности.

В настоящее время все шире развивается нейропсихологический подход при изучении здорового человека, например, исследование межполушарной асимметрии.

Вопрос 2. Методы нейрофизиологических исследований.

Методы нейропсихологии.

Выделяют 2 группы методов:

1. Первая группа методов (научные) - сравнительно – анатомический, раздражения и разрушения.

- Сравнительно - анатомический метод исследования разрешает выяснять зависимость способов жизни, поведения животных от особенностей строения их нервной системы, с помощью метода были выяснены принципы работы мозга, а также строение коры больших полушарий.

- Метод раздражения предполагает анализ особенностей ВПФ при воздействии на мозг. Выделяют: прямое раздражение, непрямое раздражение и раздражение отдельных нейронов.

1. Метод прямого раздражения - это непосредственное воздействие на отдельные участки коры с помощью электрического тока или механическими, химическими раздражителями (Н-р: в 1871 г. Фрич и Гитцик таким образом выделили моторные зоны коры у собак, Ч. Шерингтон (1903) провел опыты на обезьянах, В. Пенфилд впервые применял данный метод на человеке (1945).

Однако, метод имеет ограничения у человека. Поэтому появляется метод непрямом раздражении.

2. Метод непрямого раздражения или непрямой стимуляции коры - выявляет изменения электрической активности участков мозга при воздействии различных факторов (Н-р: метод вызванных потенциалов ВП, когда в ответ на определенное воздействие регистрируют изменения ритмов в спектре электроэнцефалограммы; микроэлектродный метод – вживление электродов в нейроны мозга для выявления их активности при различных воздействиях).

3. Метод разрушения (или выключения) - предполагает разрушение определенной области мозга животного и наблюдение за особенностями его поведения, у человека метод применим во время нейрохирургических операций, ранений мозга.

Выделяют: необратимые нарушения (хирургическое удаление тех или других участков мозга, метод перерезки комиссур мозга, предложенный Р. Сперри), при которых полностью выподает функция иобратимые нарушения , которые связаны с временным отключением отдельного участка мозга с последующим восстановлением функций: охлаждение ниже 25 градусов приводит к прекращению активности нейронов (Н-р: метод Вада, предполагающий введение в сонную артерию особого препарата и отключение соответствующего полушария мозга).

2. Вторая группа методов (методы практической деятельности) – используют психологи, логопеды, детских невропатологи, педагоги.

(В рамках нейропсихологии выделяется также раздел нейрореабилитации. Основные разработки в этой области ведутся вМосковском Центре патологии речи и нейрореабилитации под научным руководством проф. М. Шкловского. Основной задачей нейроре­абилитации является разработка методов восстановления нару­шенных ВПФ, дифференцированных в отношении острого и отдаленного этапов заболевания. Совокупность используемых методов составляет комплексную систему нейро­реабилитации, направленную на восстановление двигательной, анализаторной сфер, речевой и других видов высшей психиче­ской деятельности, а также социального статуса больного.)

Выделяют 3 подхода:

1. Предложенный А. Р. Лурия (основоположник нейропсихологии в России) метод синдромного анализа или "батарея Луриевских методов".

А. Р. Лурия отобрал тесты, которые позволяют оценить состояние всех основных ВПФ (по их параметрам). Эти методики оценивают мозговые структуры, обеспечивающие психические процессы, что позволяет определить зону поражения мозга. Предложенный метод основан на системном подходе и качественном анализе дефекта познавательных процессов и личностных особенностей (речи, мышления, письма, счета, памяти), произвольных движений и действий.

«Батарея Луриевских методов» включает:

1) формальное описание больного, историю его болезни и результаты различных лабораторных и аппаратурных обследований (ЭЭГ, биохимия и т. п.);

2) общее описание психического статуса больного - состояние сознания, способность ориентироваться в месте и времени, уровень критики и эмоционального фона;

3) исследования произвольного и непроизвольного внимания;

4) исследования эмоциональных реакций на основании жалоб больного, по оценке им лиц на фотографиях, сюжетных картин;

5) исследования зрительного гнозиса (восприятия) - по реальным объектам, контурным изображениям, при предъявлении различных цветов, лиц, букв и цифр;

6) исследования соматосенсорного гнозиса с помощью проб узнавания объектов на ощупь, на прикосновение;

7) исследования слухового гнозиса при узнавании мелодий, при локализации источника звука, повторении ритмов;

8) исследования движений и действий при выполнении последних по инструкции, при установке поз;

9) исследования речи - через беседу, повторение звуков и слов, называние предметов, понимание речи и редко встречаемых слов, логико-грамматических конструкций;

10) исследования письма - букв, слов и фраз;

11) исследования чтения - букв, бессмысленных и осмысленных фраз и неверно написанных слов;

12) исследования памяти - на слова, картинки, рассказы;

13) исследования системы счета;

14) исследования интеллектуальных процессов - понимания рассказов, решения задач, правильности окончания фраз, понимания аналогий и противоположностей, переносного и обобщающего смысла, умения классифицировать.

2. Психометрический (Северно-американский) - используется батарея тестов, результаты оцениваются по стандартной шкале. Н-р: Батарея Лурия-Небраска, Интеллектуальная шкала Векслера для взрослых и др.

3. Индивидуально ориентированный (Британская школа нейропсихологов) – Первоначально проводятся скрининговые (отбор, сортировка) исследования. Затем формируется индивидуальный комплект тестов.

Специальную область применения нейропсихологических методов составляет проблема школьной дезадаптации (тесты на исследование ощущений – зрительных, слуховых, тактильных; исследование функции мозжечка, латеральной доминантности и др., на академическую успеваемость, обучаемость, интеллект и др.). С помощью метода синдромного анализа можно определить наличие или отсутствие мозговых дисфункций у детей с трудностями обучения, раскрыть механизмы, лежащие в основе этих затруднений, и понять первичный дефект, определивший их возникновение.

Основные направления научных исследований .

- Культурно-историческую концепцию развития психики , участвовал в создании теории деятельности. На этой основе развивалидею системного строения высших психических функций , их изменчивости, пластичности, подчеркивая прижизненный характер их формирования, их реализации в различных видах деятельности.

- Исследовал взаимоотношения наследственности и воспитания в психическом развитии. Использовав традиционно применявшийся с этой целью близнецовый метод, внес в него существенные изменения, проводя экспериментально-генетическое изучение развития детей в условиях целенаправленного формирования психических функций у одного из близнецов. Показал, что соматические признаки в значительной степени обусловлены генетически, элементарные психические функции (например, зрительная память) - в меньшей степени. А для формирования высших психических процессов (понятийное мышление, осмысленное восприятие и др.) решающее значение имеют условия воспитания.

- В области дефектологии развивал объективные методы исследования аномальных детей. Результаты комплексного клинико-физиологического изучения детей с различными формами умственной отсталости послужили основанием для их классификации, имеющей важное значение для педагогической и медицинской практики.

- Создал новое направление - нейропсихологию , ныне выделившуюся в специальную отрасль психологической науки и получившую международное признание. Начало развития нейропсихологии было положено исследованиями мозговых механизмов у больных с локальными поражениями мозга в результате ранения.

- Разработал теорию локализации высших психических функций,

- сформулировал основные принципы динамической локализации психических процессов ,

- создал классификацию афазических расстройств иописал ранее неизвестные формы нарушений речи ,

Изучал роль лобных долей головного мозга в регуляции психических процессов,

- изучал мозговые механизмы памяти .

Нейропсихологический симптом – нарушение психической функции, возникающее при локальном поражении ГМ, вследствие патологических, травматических причин, приводящее к локальным изменениям в работе мозга.

Нейропсихологический синдром – закономерноесочетание нейропсихологических симптомов, обусловленных поражением (выпадением) определенного фактора (или нескольких факторов).

Нейропсихологический фактор – структурно-функциональная единица работы мозга, характеризующаяся определенным принципом физиологической деятельности, нарушение которой ведет к появлению нейропсихологического синдрома.

Нейрофизиология - раздел физиологии животных и человека, изучающий функции нервной системы и её основных структурных единиц - нейронов. Она тесно связана с нейробиологией, психологией, неврологией, клинической нейрофизиологией, электрофизиологией, этологией, нейроанатомией и другими науками, занимающимися изучением мозга.

Методы исследования ЦНС:

Экспериментальные :

Метод перерезки и выключения

Методы холодового выключения

Методы молекулярной биологии

Стереотаксический метод

Клинические :

Электроэнцефалография

Метод регистрации импульсной активности клеток

Томографические методы

Реоэнцефалография

Эхоэнцефалография

Экспериментальные методы :

1. Метод перерезки и выключения различных участков ЦНС производится различными способами. Используя этот метод можно наблюдать за изменением условно-рефлекторного поведения.

2. Методы холодового выключения структур головного мозга даютвозможность визуализировать пространственно-временную мозаику электрических процессов мозга при образовании условного рефлекса в разных функциональных состояниях.

3. Методы молекулярной биологии направлены на изучение роли молекул ДНК, РНК и других биологически активных веществ в образовании условного рефлекса.

4. Стереотаксический метод заключается в том, что животному вводят в подкорковые структуры электрод, с помощью которого можно раздражать, разрушать, или вводить химические вещества. Тем самым животное готовят для хронического эксперимента. После выздоровления животного применяют метод условных рефлексов.

Клинические методы :

Электроэнцефалография - регистрация ритмических изменений потенциалов определенных областей коры большого мозга между двумя активными электродами (биполярный способ) или активным электродом в определенной зоне коры и пассивным, наложенным на удаленную от мозга область. Электроэнцефалограмма – это кривая регистрации суммарного потенциала постоянно меняющейся биоэлектрической активности значительной группы нервных клеток.

Метод регистрации импульсивной активности клеток - для регистрации нейронной импульсной активности головного мозга человека используются микроэлектроды с диаметром кончиков 0,5-10 мкм. Электроды вводятся в мозг с помощью специальных микроманипуляторов, позволяющих точно подводить электрод к нужному месту.

Томография – основана на получении отображения срезов мозга с помощью специальных техник. Идея этого метода была предложена Дж.Родоном в 1927 г., который показал, что структуру объекта можно восстановить по совокупности его проекций, а сам объект может быть описан множеством своих проекций. (Компьютерная томография, Позитронно-эмиссионная томография )

Реоэнцефалография представляет собой метод исследования кровообращения головного мозга человека, основанный на регистрации изменений сопротивления ткани мозга переменному току высокой частоты в зависимости от кровенаполнения и позволяет косвенно судить о величине общего кровенаполнения мозга, тонусе, эластичности его сосудов и состоянии венозного оттока.

Эхоэнцефалография - основана на свойстве ультразвука – по-разному отражаться от структур мозга, цереброспинальной жидкости, костей черепа, патологических образований. Кроме определения размеров локализации тех или иных образований мозга этот метод позволяет оценить скорость и направление кровотока.