Возрастные особенности ээг. Расшифровка показателей электроэнцефалограммы (ЭЭГ) головного мозга. Что такое дезорганизация корковой ритмики

Спасибо

Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!

Деятельность головного мозга , состояние его анатомических структур, наличие патологий изучается и регистрируется при помощи различных методов – электроэнцефалографии, реоэнцефалографии, компьютерной томографии и т.д. Огромная роль в выявлении различных отклонений в работе структур мозга принадлежит методам изучения его электрической активности, в частности электроэнцефалографии.

Электроэнцефалограмма мозга – определение и суть метода

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) представляет собой запись электрической активности нейронов различных структур головного мозга, которая делается на специальной бумаге при помощи электродов. Электроды накладываются на различные части головы, и регистрируют активность той или иной части мозга. Можно сказать, что электроэнцефалограмма является записью функциональной активности головного мозга человека любого возраста.

Функциональная активность мозга человека зависит от деятельности срединных структур – ретикулярной формации и переднего мозга , которые предопределяют ритмичность, общую структуру и динамику электроэнцефалограммы. Большое количество связей ретикулярной формации и переднего мозга с другими структурами и корой определяют симметричность ЭЭГ, и ее относительную "одинаковость" для всего головного мозга.

ЭЭГ снимается для того, чтобы определить активность работы головного мозга при различных поражениях центральной нервной системы, например, при нейроинфекциях (полиомиелит и др.), менингитах , энцефалитах и др. По результатам ЭЭГ можно оценить степень поражения головного мозга вследствие различных причин, и уточнить конкретное место, подвергшееся повреждению.

ЭЭГ снимается согласно стандартному протоколу, который учитывает проведение записей в состоянии бодрствования или сна (грудные дети), с проведением специальных тестов. Рутинными тестами при ЭЭГ являются:
1. Фотостимуляция (воздействие вспышками яркого света на закрытые глаза).
2. Открывание и закрывание глаз.
3. Гипервентиляция (редкое и глубокое дыхание в течение 3 – 5 минут).

Эти тесты проводят всем взрослым и детям при снятии ЭЭГ, независимо от возраста и патологии. Кроме того, при снятии ЭЭГ могут использоваться дополнительные тесты, например:

сжатие пальцев в кулак;
проба с лишением сна;
пребывание в темноте в течение 40 минут;
мониторирование всего периода ночного сна;
прием лекарственных препаратов;
выполнение психологических тестов.

Дополнительные тесты для ЭЭГ определяются врачом–неврологом , который желает оценить определенные функции головного мозга человека.

Что показывает электроэнцефалограмма?

Электроэнцефалограмма отражает функциональное состояние структур головного мозга при различных состояниях человека, например, сон, бодрствование, активная умственная или физическая работа и т.д. Электроэнцефалограмма является абсолютно безопасным методом, простым, безболезненным и не требующим серьезного вмешательства.

На сегодняшний день электроэнцефалограмма широко используется в практике врачей–неврологов, поскольку данный метод позволяет проводить диагностику эпилепсии , сосудистых, воспалительных и дегенеративных поражений головного мозга. Кроме того, ЭЭГ помогает выяснить конкретное положение опухолей, кист и травматических повреждений структур головного мозга.

Электроэнцефалограмма с раздражением пациента светом или звуком позволяет отличить истинные нарушения зрения и слуха от истерических, или их симуляции. ЭЭГ используется в реанимационных палатах для динамического наблюдения за состоянием больных, находящихся в коме . Пропадание признаков электрической активности мозга на ЭЭГ является признаком смерти человека.

Где и как её сделать?

Электроэнцефалограмму взрослому можно снять в неврологических клиниках, в отделениях городских и районных больниц или при психиатрическом диспансере. Как правило, в поликлиниках электроэнцефалограмму не снимают, однако есть и исключениях из правил. Лучше обратиться в психиатрическую больницу или отделение неврологии, где работают специалисты, обладающие нужной квалификацией.

Электроэнцефалограмму детям до 14-летнего возраста снимают только в специализированных детских больницах, где работают педиатры . То есть необходимо подойти в детскую больницу, найти отделение неврологии и спросить, когда проводится снятие ЭЭГ. Психиатрические диспансеры, как правило, не снимают ЭЭГ маленьким детям.

Кроме того, частные медицинские центры, специализирующиеся на диагностике и лечении неврологической патологии, также предоставляют услугу по снятию ЭЭГ, как детям, так и взрослым. Можно обратиться с многопрофильную частную клинику, где есть специалисты–неврологи, которые снимут ЭЭГ и расшифруют запись.

Электроэнцефалограмму необходимо снимать только после полноценного ночного отдыха, при отсутствии стрессовых ситуаций и психомоторного возбуждения. За двое суток до снятия ЭЭГ необходимо исключить алкогольные напитки, снотворные , успокоительные средства и противосудорожные препараты, транквилизаторы и кофеин.

Электроэнцефалограмма детям: как проводится процедура

Снятие электроэнцефалограммы у детей часто вызывает вопросы у родителей, которые желают знать, что ждет малыша и как проходит процедура. Ребенка оставляют в темной, звуко- и светоизолированной комнате, где его укладывают на кушетку. Дети до 1 года на протяжении записи ЭЭГ находятся на руках матери. Вся процедура занимает около 20 минут.

Для регистрации ЭЭГ на голову малыша надевают шапочку, под которую врач помещает электроды. Кожа под электродами мочится водой или гелем. На уши накладываются два неактивных электрода. Затем зажимами–крокодильчиками электроды соединяются с проводами, подведенными к прибору – энцефалографу. Поскольку электрические токи очень малы, то всегда необходим усилитель, иначе активность мозга будет просто невозможно зарегистрировать. Именно небольшая сила токов и является залогом абсолютной безопасности и безвредности ЭЭГ даже для младенцев .

Чтобы начать исследование, следует положить голову ребенка ровно. Нельзя допускать наклона кпереди, поскольку это может вызвать появление артефактов, которые будут истолкованы неправильно. ЭЭГ младенцам снимают во время сна, который наступает после кормления. Перед снятием ЭЭГ вымойте голову ребенка. Не кормите младенца перед выходом из дома, это делается непосредственно перед исследованием, чтобы малыш поел и уснул - ведь именно в это время снимается ЭЭГ. Для этого приготовьте смесь или сцедите грудное молоко в бутылочку, которую используйте в больнице. До 3 лет ЭЭГ снимают только в состоянии сна. Дети старше 3 лет могут бодрствовать, а чтобы малыш был спокоен, возьмите игрушку, книжку или что-либо еще, что отвлечет ребенка. Ребенок должен быть спокоен во время снятия ЭЭГ.

Обычно ЭЭГ записывается в виде фоновой кривой, а также проводятся пробы с открыванием и закрыванием глаз, гипервентиляцию (редкое и глубокое дыхание), фотостимуляцию. Эти пробы являются частью протокола ЭЭГ, и проводятся абсолютно всем - и взрослым, и детям. Иногда просят сжать пальцы в кулак, послушать различные звуки и т.д. Открывание глаз позволяет оценить активность процессов торможения, а закрывание – возбуждения. Гипервентиляция может проводиться у детей после 3 лет в виде игры - например, предложить ребенку надуть воздушный шарик. Такие редкие и глубокие вдохи и выдохи продолжаются 2–3 минуты. Данный тест позволяет диагностировать скрытую эпилепсию, воспаление структур и оболочек мозга, опухоли, нарушение функций, переутомление и стресс . Фотостимуляция проводится при закрытых глаза, когда мигает лампочка. Тест позволяет оценить степень задержки психического, физического, речевого и умственного развития ребенка, а также наличие очагов эпилептической активности.

Ритмы электроэнцефалограммы

На электроэнцефалограмме должен быть регулярный ритм определенного типа. Регулярность ритмов обеспечивается работой участка головного мозга – таламуса, который генерирует их, и обеспечивает синхронность деятельности и функциональной активности всех структур центральной нервной системы.

На ЭЭГ человека присутствуют альфа-, бета-, дельта- и тета-ритмы, которые имеют различные характеристики и отражают определенные виды активности головного мозга.

Альфа-ритм имеет частоту 8 – 14 Гц, отражает состояние покоя и регистрируется у человека, находящегося в состоянии бодрствования, но с закрытыми глазами. Данный ритм в норме регулярный, максимальная интенсивность регистрируется в области затылка и темени. Альфа-ритм прекращает определяться при появлении любых двигательных раздражителей.

Бета-ритм имеет частоту 13 – 30 Гц, но отражает состояние тревожности, беспокойства, депрессии и использование успокоительных лекарств . Бета-ритм регистрируется с максимальной интенсивностью над лобными долями мозга.

Тета-ритм имеет частоту 4 – 7 Гц и амплитуду 25 – 35 мкВ, отражает состояние естественного сна. Данный ритм является нормальной составляющей ЭЭГ взрослого человека. А у детей превалирует именно этот тип ритма на ЭЭГ.

Дельта-ритм имеет частоту 0,5 – 3 Гц, он отражает состояние естественного сна. Может регистрироваться и в состоянии бодрствования в ограниченном количестве, максимум 15% от всех ритмов ЭЭГ. Амплитуда дельта-ритма в норме низкая - до 40 мкВ. Если же наблюдается превышение амплитуды выше 40 мкВ, и этот ритм регистрируется в течении более 15% времени, то его относят к патологическим. Такой патологический дельта-ритм говорит о нарушении функций головного мозга, причем он появляется именно над той областью, где и развиваются патологические изменения. Появление дельта-ритма во всех частях головного мозга свидетельствует о развитии поражения структур ЦНС, которое вызвано дисфункцией печени , и пропорционально выраженности нарушения сознания.

Результаты электроэнцефалограммы

Результат электроэнцефалограммы представляет собой запись на бумаге или в памяти компьютера. На бумаге записываются кривые, которые анализирует врач. Оценивается ритмичность волн на ЭЭГ, частота и амплитуда, выявляются характерные элементы с фиксацией их распределения в пространстве и во времени. Затем все данные суммируются и отражаются в заключении и описании ЭЭГ, которое вклеивается в медицинскую карту. Заключение ЭЭГ основывается на виде кривых, с учетом клинических симптомов , имеющихся у человека.

Такое заключение должно отражать основные характеристики ЭЭГ, и включает в себя три обязательные части:
1. Описание активности и типической принадлежности волн ЭЭГ (например: "Над обоими полушариями регистрируется альфа-ритм. Средняя амплитуда - 57 мкВ слева и 59 мкВ справа. Доминирующая частота - 8,7 Гц. Альфа-ритм доминирует в затылочных отведениях").
2. Заключение согласно описанию ЭЭГ и его интерпретация (например: "Признаки ирритации коры и срединных структур мозга. Асимметрии между полушариями мозга и пароксизмальной активности не выявлено").
3. Определение соответствия клинических симптомов с результатами ЭЭГ (например: "Зафиксированы объективные изменения функциональной активности мозга, соответствующие проявлениям эпилепсии").

Расшифровка электроэнцефалограммы

Расшифровка электроэнцефалограммы представляет собой процесс ее интерпретации с учетом клинических симптомов, имеющихся у пациента. В процессе расшифровки обязательно учитывают базальный ритм, уровень симметричности в электрической активности нейронов головного мозга левого и правого полушарий, активность спайки, изменения ЭЭГ на фоне функциональных тестов (открытие – закрытие глаз, гипервентиляция, фотостимуляция). Итоговый диагноз выставляется только с учетом наличия определенных клинических признаков, беспокоящих пациента.

Расшифровка электроэнцефалограммы предполагает интерпретацию заключения. Рассмотрим основные понятия, которые отражает в заключении врач, и их клиническое значение (то есть о чем могут говорить те или иные параметры).

Альфа – ритм

В норме его частота составляет 8 – 13 Гц, амплитуда колеблется в пределах до 100 мкВ. Именно такой ритм должен превалировать над обоими полушариями у взрослых здоровых людей. Патологиями альфа-ритма являются следующие признаки:

постоянная регистрация альфа-ритма в лобных частях мозга;
межполушарная асимметрия выше 30%;
нарушение синусоидальности волн;
пароксизмальный или аркообразный ритм;
нестабильная частота;
амплитуда менее 20 мкВ или более 90 мкВ;
индекс ритма менее 50%.

О чем свидетельствуют часто встречающиеся нарушения альфа-ритма?
Выраженная межполушарная асимметрия может свидетельствовать о наличии опухоли мозга, кисты, инсульта , инфаркта или рубца на месте старого кровоизлияния.

Высокая частота и нестабильность альфа-ритма говорят о травматическом повреждении головного мозга, например, после сотрясения или черепно-мозговой травмы.

Дезорганизация альфа-ритма или его полное отсутствие говорит о приобретенном слабоумии .

О задержке психо-моторного развития у детей говорят:

дезорганизация альфа-ритма;
повышенная синхронность и амплитуда;
перемещение фокуса активности из области затылка и темя;
слабая короткая реакция активации;
чрезмерный ответ на гипервентиляцию.

Уменьшение амплитуды альфа-ритма, перемещение фокуса активности из области затылка и темя, слабая реакция активации говорят о наличии психопатологии.

Возбудимая психопатия проявляется замедлением частоты альфа-ритма на фоне нормальной синхронности.

Тормозная психопатия проявляется десинхронизацией ЭЭГ, низкой частотой и индексом альфа-ритма.

Усиленная синхронность альфа-ритма во всех частях мозга, короткая реакция активации – первый тип неврозов .

Слабая выраженность альфа-ритма, слабые реакции активации, пароксизмальная активность – третий тип неврозов.

Бета-ритм

В норме наиболее выражен в лобных долях мозга, имеет симметричную амплитуду (3 – 5 мкВ) в обоих полушариях. Патология бета-ритма – это следующие признаки:

пароксизмальные разряды;
низкая частота, распространенная по конвекситальной поверхности мозга;
асимметрия между полушариями по амплитуде (выше 50 %);
синусоидальный вид бета-ритма;
амплитуда более 7 мкВ.

О чем говорят нарушения бета-ритма на ЭЭГ?
Наличие диффузных бета-волн с амплитудой не выше 50-60 мкВ говорит о сотрясении мозга .

Короткие веретёна в бета-ритме указывают на энцефалит . Чем тяжелее воспаление мозга - тем больше периодичность, длительность и амплитуда таких веретен. Наблюдаются у трети пациентов с герпесным энцефалитом.

Бета-волны частотой 16 – 18 Гц и высокой амплитудой (30 – 40 мкВ) в передних и центральных отделах мозга – признаки задержки психомоторного развития ребенка .

Десинхронизация ЭЭГ, при которой во всех частях мозга преобладает бета-ритм – второй тип неврозов.

Тета-ритм и дельта-ритм

В норме эти медленные волны могут фиксироваться на электроэнцефалограмме только спящего человека. В состоянии бодрствования такие медленные волны появляются на ЭЭГ только при наличии дистрофических процессов в тканях головного мозга, которые сочетаются со сдавлением, высоким давлением и заторможенностью. Пароксизмальные тета- и дельта-волны у человека в состоянии бодрствования выявляются при поражении глубоких частей мозга.

У детей и молодых людей до 21-летнего возраста на электроэнцефалограмме могут выявляться диффузные тета- и дельта-ритмы, пароксизмальные разряды и эпилептоидная активность, которые являются вариантом нормы, и не свидетельствуют о патологических изменениях в структурах мозга.

О чем говорят нарушения тета- и дельта-ритма на ЭЭГ?
Дельта-волны с высокой амплитудой свидетельствуют о наличии опухоли.

Синхронный тета-ритм, дельта-волны во всех частях мозга, вспышки билатерально-синхронных тета-волн с высокой амплитудой, пароксизмы в центральных частях мозга - говорят о приобретенном слабоумии.

Преобладание тета- и дельта-волн на ЭЭГ с максимальной активностью в области затылка, вспышки билатерально-синхронных волн, количество которых увеличивается при гипервентиляции – свидетельствует о задержке психомоторного развития ребенка.

Высокий индекс тета-активности в центральных частях мозга, билатерально-синхронная тета-активность с частотой от 5 до 7 Гц, локализованная в лобных или височных отделах мозга – говорят о психопатии.

Тета-ритмы в передних отделах мозга в качестве основных – возбудимый тип психопатии.

Пароксизмы тета– и дельта-волн – третий тип неврозов.

Появление ритмов с высокой частотой (например, бета-1, бета-2 и гамма) свидетельствует о раздражении (ирритации) структур мозга. Это может быть связано с различными нарушениями мозгового кровообращения, внутричерепным давлением , мигренями и т.д.

Биоэлектрическая активность мозга (БЭА)

Данный параметр в заключении по ЭЭГ является комплексной описательной характеристикой, касающейся ритмов головного мозга. В норме биоэлектрическая активность мозга должна быть ритмичной, синхронной, без очагов пароксизмов и т.д. В заключении ЭЭГ врач обычно пишет, какие именно нарушения биоэлектрической активности мозга были выявлены (например, десинхронизирована и т.д.).

О чем говорят различные нарушения биоэлектрической активности мозга?
Относительно ритмичная биоэлектрическая активность с очагами пароксизмальной активности в любой области мозга свидетельствует о наличии некоторого участка в его ткани, где процессы возбуждения превышают торможение. Данный тип ЭЭГ может свидетельствовать о наличии мигреней и головных болей.

Диффузные изменения в биоэлектрической активности мозга могут быть вариантом нормы, если не выявлено никаких других нарушений. Таким образом, если в заключении написано только о диффузных или умеренных изменениях биоэлектрической активности мозга, без пароксизмов, очагов патологической активности, или без снижения порога судорожной активности, то это является вариантом нормы. В этом случае врач-невролог назначит симптоматическое лечение и поставит пациента под наблюдение. Однако в сочетании с пароксизмами или очагами патологической активности говорят о наличии эпилепсии или склонности к судорогам . Сниженная биоэлектрическая активность мозга может выявляться при депрессии.

Другие показатели

Дисфункция средних структур мозга – это неярко выраженное нарушение активности нейронов мозга, которое часто встречается у здоровых людей, и свидетельствует о функциональных сдвигах после стресса и т.д. Данное состояние требует только симптоматического курса терапии.

Межполушарная асимметрия может быть функциональным нарушением, то есть не свидетельствовать о патологии. В этом случае необходимо пройти обследование у невролога и курс симптоматической терапии.

Диффузная дезорганизация альфа-ритма, активация диэнцефально-стволовых структур мозга на фоне тестов (гипервентиляция, закрытие-открытие глаз, фотостимуляция) является нормой, при отсутствии жалоб у пациента.

Очаг патологической активности свидетельствует о повышенной возбудимости указанного участка, что свидетельствует о склонности к судорогам или наличии эпилепсии.

Ирритация различных структур мозга (коры, средних отделов и т.д.) чаще всего связана с нарушением мозгового кровообращения вследствие различных причин (например, атеросклероза , травмы , повышенного внутричерепного давления и др.).

Пароксизмы говорят об усилении возбуждения и уменьшении торможения, что часто сопровождается мигренями и просто головными болями. Кроме того, возможна склонность к развитию эпилепсии или наличие данной патологии, если у человека имелись приступы в прошлом.

Снижение порога судорожной активности говорит о предрасположенности к судорогам.

О наличии повышенной возбудимости и склонности к судорогам говорят следующие признаки:

изменение электрических потенциалов мозга по резидуально-ирритативному типу;
усиленная синхронизация;
патологическая активность срединных структур мозга;
пароксизмальная активность.

Вообще резидуальные изменения структур головного мозга являются последствиями повреждений различного характера, например, после травмы, гипоксии , перенесенной вирусной или бактериальной инфекции . Резидуальные изменения имеются во всех тканях мозга, поэтому являются диффузными. Такие изменения нарушают нормальное прохождение нервных импульсов.

Ирритация коры мозга по конвексиальной поверхности мозга, усиление активности срединных структур в покое и при тестах может наблюдаться после перенесенных черепно-мозговых травм, при преобладании возбуждения над торможением, а также при органической патологии тканей мозга (например, опухоли, кисты, рубцы и т.д.).

Эпилептиформная активность свидетельствует о развитии эпилепсии и повышенной склонности к судорогам.

Повышенный тонус синхронизирующих структур и умеренная дизритмия не являются выраженными нарушениями и патологией головного мозга. В этом случае прибегают к симптоматическому лечению.

Признаки нейрофизиологической незрелости могут говорить о задержке психомоторного развития ребенка.

Выраженные изменения по резидуально-органическому типу с усилением дезорганизации на фоне тестов, пароксизмы во всех частях мозга - данные признаки обычно сопровождают сильные головные боли, повышенное внутричерепное давление, синдром дефицита внимания и гиперактивности у детей.

Нарушение волновой активности головного мозга (появление бета-активности во всех частях мозга, дисфункция срединных структур, тета-волны) встречается после травматических повреждений, и может проявляться головокружениями , потерей сознания и т.д.

Органические изменения структур мозга у детей являются следствием инфекционных заболеваний, таких как цитомегаловирус или токсоплазмоз , или же гипоксических нарушений, возникших в период родов . Необходимо комплексное обследование и лечение.

Регуляторные общемозговые изменения регистрируются при гипертонической болезни.

Наличие активных разрядов в каких-либо частях мозга , которые усиливаются при нагрузках, означает, что в ответ на физическое напряжение может развиваться реакция в виде потери сознания, нарушения зрения, слуха и др. Конкретная реакция на физические нагрузки зависит от локализации очага активных разрядов. В этом случае физическая активность должна ограничиваться разумными пределами.

При опухолях мозга выявляются:

появление медленных волн (тета и дельта);
билатерально-синхронные нарушения;
эпилептоидная активность.

Изменения прогрессируют по мере увеличения объема образования.

Десинхронизация ритмов, уплощение кривой ЭЭГ развивается при цереброваскулярных патологиях. Инсульт сопровождается развитием тета- и дельта-ритмов. Степень нарушений электроэнцефалограммы коррелирует с тяжестью патологии и стадией ее развития.

Тета- и дельта волны во всех частях мозга, в некоторых областях бета-ритмы формируются при травмах (например, при сотрясении, потере сознания, ушибе , гематоме). Появление эпилептоидной активности на фоне травмы головного мозга может привести к развитию эпилепсии в будущем.

Значительное замедление альфа-ритма может сопровождать паркинсонизм . Фиксация тета- и дельта-волн в лобных и передних височных частях головного мозга, обладающих разных ритмом, низкой частотой и высокой амплитудой, возможна при болезни Альцгеймера

Страница 48 из 59

Видео: Магнитоэнцефалография (МЭГ) - Строгонова Татьяна

11
ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММЫ ДЕТЕЙ В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭЭГ ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ
ЭЭГ ребенка в значительной степени отличается от ЭЭГ взрослого человека. В процессе индивидуального развития электрическая активность различных областей коры претерпевает ряд существенных изменений, обусловленных гетерохронностью созревания коры и подкорковых образований и различной степенью участия этих структур мозга в формировании ЭЭГ.
Среди многочисленных исследований в этом направлении наиболее фундаментальными являются работы Lindsley (1936), F. Gibbs и Е. Gibbs (1950), G. Walter (1959), Lesny (1962), Л. А. Новиковой
, Н. Н. Зислиной (1968), Д. А. Фарбер (1969), В. В. Алферовой (1967) и др.
Отличительной чертой ЭЭГ детей младшего возраста является наличие во всех отделах полушарий медленных форм активности и слабая выраженность регулярных ритмических колебаний, которые занимают основное место на ЭЭГ взрослого человека.
ЭЭГ бодрствования новорожденных детей характеризуется присутствием во всех областях коры низкоамплитудных колебаний различной частоты.
На рис. 121, А представлена ЭЭГ ребенка, записанная на 6-й день после рождения. Во всех отделах полушарий доминирующий ритм отсутствует. Регистрируются низкоамплитудные асинхронные дельта-волны и единичные тета-колебания с сохраненными на их фоне низковольтными бета-колебаниями. В период новорожденности при переходе ко сну наблюдается увеличение амплитуды биопотенциалов и появление групп ритмических синхронизированных волн частотой 4-6 Гц.
С возрастом ритмическая активность занимает все большее место на ЭЭГ и более устойчиво проявляется в затылочных областях коры. К 1 году средняя частота ритмических колебаний в этих отделах полушарий составляет от 3 до 6 Гц, а амплитуда достигает 50 мкВ. В возрасте от 1 года до 3 лет на ЭЭГ ребенка отмечается дальнейшее увеличение частоты ритмических колебаний. В затылочных областях преобладают колебания частотой 5-7 Гц, тогда как число колебаний частотой 3-4 Гц уменьшается. Медленная активность (2-3 Гц) устойчиво проявляется в передних отделах полушарий. В этом возрасте на ЭЭГ наблюдается наличие частых колебаний (16-24 Гц) и синусоидальных ритмических колебаний частотой 8 Гц.

Рис. 121. ЭЭГ детей младшего возраста (по Dumermulh et а)., 1965).
А - ЭЭГ ребенка в возрасте 6 дней- во всех областях коры регистрируются низкоамплитудные асинхронные дельта-волны и единичные тета-колебания- Б - ЭЭГ ребенка 3 лет- в задних отделах полушарий регистрируется ритмическая активность частотой 7 Гц- полиморфные дельта-волны выражены диффузно- в передних отделах проявляются частые бета-колебания.
На рис. 121, Б приведена ЭЭГ ребенка 3 лет. Как видно на рисунке, в задних отделах полушарий регистрируется устойчивая ритмическая активность с частотой 7 Гц. Полиморфные дельта-волны различного периода выражены диффузно. В лобно-центральных областях постоянно регистрируются низковольтные бета-колебания, синхронизированные в бета-ритм.
В 4 года в затылочных областях коры более постоянный характер приобретают колебания частотой 8 Гц. Однако в центральных областях доминируют тета-волны (5-7 колебаний в секунду). В передних отделах устойчиво проявляются дельта-волны.
Впервые четко выраженный альфа-ритм частотой в 8-10 Гц появляется на ЭЭГ детей в возрасте от 4 до 6 лет. У 50% детей этого возраста альфа-ритм устойчиво регистрируется в затылочных областях коры. ЭЭГ передних отделов носит полиморфный характер. В лобных областях отмечается большое число высокоамплитудных медленных волн. На ЭЭГ этой возрастной группы наиболее часто встречаются колебания частотой 4-7 Гц.

Рис. 122. ЭЭГ ребенка 12 лет. Альфа-ритм регистрируется регулярно (по Dumermuth et al., 1965).
В ряде случаев электрическая активность детей 4-6 лет носит полиморфный характер. Интересно отметить, что на ЭЭГ детей этого возраста могут регистрироваться группы тета-колебаний, иногда генерализованные но всем отделам полушарий.
К 7-9 годам происходит уменьшение числа тета-волн и увеличение количества альфа-колебаний. У 80% детей этого возраста альфа-ритм устойчиво доминирует в задних отделах полушарий. В центральной области альфа-ритм составляет 60% всех колебаний. В передних областях регистрируется низковольтная полиритмическая активность. На ЭЭГ некоторых детей в этих областях преимущественно выражены высокоамплитудные билатеральные разряды тета-волн, периодически синхронизированные но всем отделам полушарии. Преобладание тета-волн в теменно-центральных областях наряду с наличием пароксизмальных билатеральных вспышек тета-активности у детей в возрасте от 5 до 9 лет расценивается рядом авторов (Д. А. Фарбер, 1969- В. В. Алферова, 1967- Н. Н. Зислина, 1968- С. С. Мнухнн и А. И. Степанов, 1969, и др.) как показатель повышенной активности диэнцефальных структур мозга на этом этапе онтогенеза.
Изучение электрической активности мозга детей 10-12 лет показало, что альфа-ритм в этом возрасте становится доминирующей формой активности не только в каудальных, но и в ростральных отделах мозга. Частота его увеличивается до 9-12 Гц. Одновременно с этим отмечается значительное уменьшение тета-колебаний, по они все еще регистрируются в передних отделах полушарий, чаще в виде единичных тета-волн.
На рис. 122 представлена ЭЭГ ребенка А. 12 лет. Можно отметить, что альфа-ритм регистрируется регулярно и проявляется с градиентом от затылочных областей к лобным. В ряду альфа-ритма наблюдаются отдельные заостренные альфа-колебания. В лобно-центральных отведениях регистрируются единичные тета-волны. Дельта-активность выражена диффузно и негрубо.
В 13-18 лет на ЭЭГ во всех отделах полушарий проявляется единый доминирующий альфа-ритм. Медленная активность почти отсутствует- характерной особенностью ЭЭГ является увеличение числа быстрых колебаний в центральных областях коры.
Сопоставление выраженности различных ритмов ЭЭГ у детей и подростков разных возрастных групп показало, что наиболее общей тенденцией развития электрической активности мозга с возрастом является уменьшение, вплоть до полного исчезновения, неритмических медленных колебаний, доминирующих на ЭЭГ детей младших возрастных групп, и замена этой формы активности регулярно выраженным альфа-ритмом, являющимся в 70% случаев основной формой активности ЭЭГ взрослого здорового человека.

Видео: Всеукраинская ассоциация по неврологии и рефлексотерапии

Ключевые слова

ДЕТИ / ПОДРОСТКИ / ВОЗРАСТНОЕ РАЗВИТИЕ / МОЗГ / ЭЭГ / СЕВЕР / АДАПТАЦИЯ / CHILDREN / ADOLESCENTS / BRAIN DEVELOPMENT / EEG / THE NORTH / ADAPTATION

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы - Сороко С.И., Рожков Владимир Павлович, Бекшаев С.С.

С помощью оригинального метода оценки структуры взаимодействия компонентов (волн) ЭЭГ изучена динамика формирования паттернов биоэлектрической активности мозга и возрастных изменений взаимосвязей между основными частотными составляющими ЭЭГ , характеризующими особенности развития ЦНС у детей и подростков , проживающих в сложных экологических условиях Севера Российской Федерации. Установлено, что статистическая структура взаимодействия компонентов ЭЭГ претерпевает существенные перестройки с возрастом и имеет свои топографические и гендерные различия. В период от 7 до 18 лет уменьшается вероятность взаимодействия волн всех диапазонов частот ритмики ЭЭГ с волнами дельтаи тета-диапазонов с одновременным увеличением взаимодействия с волнами бетаи альфа2-диапазонов. В наибольшей степени динамика анализируемых показателей ЭЭГ проявляется в теменных, височных и затылочных областях коры мозга . Наибольшие половые различия по анализируемым параметрам ЭЭГ приходятся на пубертатный период. К 16-17 годам у девочек функциональное ядро взаимодействия волновых компонентов, поддерживающее структуру паттерна ЭЭГ , формируется в альфа2-бета1-диапазоне, тогда как у мальчиков в альфа2-альфа1-диа-пазоне. Выраженность возрастных перестроек паттерна ЭЭГ отражает постепенное формирование электрогенеза различных структур мозга и имеет индивидуальные особенности, обусловленные как генетическими, так и внешнесредовыми факторами. Полученные количественные показатели формирования с возрастом динамических взаимоотношений основных ритмов позволяют выявить детей с нарушенным или замедленным развитием ЦНС.

Текст научной работы на тему «Особенности частотно-временной организации паттерна ээг у детей и подростков на Севере в разные возрастные периоды»

УДК 612.821-053.4/.7(470.1/.2)

ОСОБЕННОСТИ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПАТТЕРНА ЭЭГ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ НА СЕВЕРЕ В РАЗНЫЕ ВОЗРАСТНЫЕ ПЕРИОДЫ

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова Российской академии наук,

г. Санкт-Петербург

С помощью оригинального метода оценки структуры взаимодействия компонентов (волн) ЭЭГ изучена динамика формирования паттернов биоэлектрической активности мозга и возрастных изменений взаимосвязей между основными частотными составляющими ЭЭГ, характеризующими особенности развития ЦНС у детей и подростков, проживающих в сложных экологических условиях Севера Российской Федерации. Установлено, что статистическая структура взаимодействия компонентов ЭЭГ претерпевает существенные перестройки с возрастом и имеет свои топографические и гендерные различия. В период от 7 до 18 лет уменьшается вероятность взаимодействия волн всех диапазонов частот ритмики ЭЭГ с волнами дельта- и тета-диапазонов с одновременным увеличением взаимодействия с волнами бета- и альфа2-диапазонов. В наибольшей степени динамика анализируемых показателей ЭЭГ проявляется в теменных, височных и затылочных областях коры мозга. Наибольшие половые различия по анализируемым параметрам ЭЭГ приходятся на пубертатный период. К 16-17 годам у девочек функциональное ядро взаимодействия волновых компонентов, поддерживающее структуру паттерна ЭЭГ, формируется в альфа2-бета1-диапазоне, тогда как у мальчиков - в альфа2-альфа1-диа-пазоне. Выраженность возрастных перестроек паттерна ЭЭГ отражает постепенное формирование электрогенеза различных структур мозга и имеет индивидуальные особенности, обусловленные как генетическими, так и внешнесредовыми факторами. Полученные количественные показатели формирования с возрастом динамических взаимоотношений основных ритмов позволяют выявить детей с нарушенным или замедленным развитием ЦНС.

Ключевые слова: дети, подростки, возрастное развитие, мозг, ЭЭГ, Север, адаптация

CARACTERISTICS OF TIME AND FREQUENCY EEG PATTERN IN CHILDREN AND ADOLESCENTS LIVING IN THE NORTH IN DIFFERENT AGE PERIODS

S. I. Soroko, V.P., Rozhkov, S. S. Bekshaev

I. M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of Sciences,

St. Petersburg, Russia

Features of CNS development have been investigated in children and adolescents living under the severe ecological conditions in the North of Russia. The original method for estimating a time structure of the EEG frequency components interrelations was used to study the dynamics of maturation of bioelectrical brain activity pattern and age-related changes of the interplay between the main EEG rhythms. It was found that the statistical structure of the interaction of the frequency components of EEG is undergoing a significant restructuring with age and has certain topography and gender differences. The period from 7 to 18 years of age is marked by decrease the probability of interaction of wave components of the main EEG frequency bands with components of delta and theta bands while simultaneously increasing interaction with the components of beta and alpha2 frequency bands. The dynamics of studied indices EEG manifested in the parietal, temporal and occipital regions of the cerebral cortex to the greatest extent. The largest sex-related differences in the EEG parameters occur in puberty. Functional core of the wave components interaction that maintain the structure of the frequency-temporal EEG pattern is formed to 16-18 years in girls in alpha2-beta1 range, while in boys - in alpha1-alpha2 range. Intensity of age-related rearrangements of the EEG pattern reflects the gradual maturation of electrogenesis in different brain structures and has individual features due to both genetic and environmental factors. Obtained quantitative indicators of formation with age of dynamic relationships between basic EEG rhythms permit to reveal children with disturbed or delayed development of the central nervous system.

Keywords: children, adolescents, brain development, EEG, the North, adaptation

Сороко С. И., Рожков В. П., Бекшаев С. С. Особенности частотно-временной организации паттерна ЭЭГ у детей и подростков на Севере в разные возрастные периоды // Экология человека. 2016. № 5. С. 36-43.

Soroko S. I., Rozhkov V. P., Bekshaev S. S. Caracteristics of Time and Frequency EEG Pattern in Children and Adolescents Living in the North in Different Age Periods. Ekologiya cheloveka . 2016, 5, pp. 36-43.

Социально-экономическое развитие Арктической зоны определено в качестве одного из приоритетных направлений государственной политики Российской Федерации . В связи с этим весьма актуальным является всестороннее изучение медицинских и социально-экономических проблем населения Севера, охраны здоровья и повышения качества жизни .

Известно, что комплекс экстремальных факторов внешней среды Севера (природных, техногенных,

социальных) оказывает выраженные стрессогенные воздействия на организм человека, при этом наибольшее напряжение испытывает детское население . Повышенные нагрузки на физиологические системы и напряжение центральных механизмов регуляции функций у детей, проживающих в неблагоприятных климатических условиях Севера, обусловливают развитие двух видов негативных реакций: сокращения резервных возможностей и задержки

темпов возрастного развития. В основе этих негативных реакций лежит повышенный уровень затрат на гомеостатическое регулирование и обеспечение обмена веществ с формированием дефицита биоэнергетического субстрата . Кроме того, через гены высшего порядка, контролирующие возрастное развитие, неблагоприятные факторы внешней среды могут оказывать эпигенетические влияния на темпы возрастного развития путем временной остановки или сдвига той или иной стадии развития . Не выявленные в детстве отклонения от нормального развития могут привести в последующем к нарушению тех или иных функций или к выраженным дефектам уже в зрелом возрасте, существенно снижая качество жизни человека.

В литературе имеется огромное число работ, посвященных изучению возрастного развития ЦНС детей и подростков , нозологических форм при отклонениях в развитии . В условиях Севера воздействие сложных природных и социальных факторов может определять особенности возрастного созревания ЭЭГ детей . Однако достаточно надежных методов раннего выявления отклонений в развитии мозга на разных стадиях постнатального онтогенеза до сих пор нет. Требуется проведение углубленных фундаментальных исследований с целью поиска локальных и пространственных ЭЭГ-маркеров, позволяющих контролировать индивидуальное морфо-функциональное развитие мозга в разные возрастные периоды в конкретных условиях проживания.

Целью данного исследования являлось изучение особенностей динамики формирования ритмических паттернов биоэлектрической активности и возрастных изменений взаимосвязей между основными частотными составляющими ЭЭГ, характеризующими созревание как отдельных корковых и подкорковых структур, так и регуляторных подкорково-корковых взаимодействий у здоровых детей, проживающих в условиях Европейского Севера России.

Контингент обследуемых. В исследовании возрастного формирования биоэлектрической активности мозга приняли участие 44 мальчика и 42 девочки от 7 до 17 лет - учащиеся 1 - 11 классов сельской общеобразовательной школы Коношского района Архангельской обл. Исследования проводились с соблюдением требований Хельсинкской декларации по утвержденному комиссией по этике биомедицинских исследований Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова Российской академии наук протоколу. Родители учащихся были информированы о целях обследования и дали согласие на его проведение. Школьники участвовали в исследованиях добровольно.

Процедура ЭЭГ-исследования. ЭЭГ регистрировали на компьютерном электроэнцефалографе ЭЭГА 21/26 «Энцефалан-131 -03» (НПКФ «Медиком» МТД, Россия) в 21 отведении по международной

системе «10-20» в полосе 0,5-70 Гц с частотой дискретизации 250 Гц. Использовали монополярное отведение с объединенным референтным электродом на мочках ушей. Запись ЭЭГ производилась в положении сидя. Представлены результаты для состояния спокойного бодрствования с закрытыми глазами.

Анализ ЭЭГ. Предварительно применяли цифровую фильтрацию с ограничением диапазона частот ЭЭГ полосой от 1,6 до 30 Гц. Исключали фрагменты ЭЭГ, содержащие глазодвигательные и мышечные артефакты. Для анализа ЭЭГ применены оригинальные методы изучения динамической структуры временной последовательности волн ЭЭГ. ЭЭГ преобразовывали в последовательность периодов (волн ЭЭГ), каждый из которых в зависимости от длительности относится к одному из шести частотных диапазонов ЭЭГ (Р2: 17,5-30 Гц; Р1: 12,5-17,5 Гц; а2: 9,5-12,5 Гц; а1: 7-9,5 Гц; 0: 4-7 Гц и 5: 1,5-4 Гц). Оценивали условную вероятность появления какого-либо частотного компонента ЭЭГ при условии непосредственного предшествования ему какого-либо другого, эта вероятность равна вероятности перехода от предшествующей частотной компоненте к последующей. По численным значениям вероятности переходов между всеми указанными диапазонами частот составляли матрицу вероятностей переходов размером 6 х 6. Для наглядного представления матриц вероятностей переходов строили ориентированные вероятностные графы. Вершинами служат указанные выше частотные компоненты ЭЭГ, ребра графа соединяют компоненты ЭЭГ различных диапазонов частот, толщина ребра пропорциональна вероятности соответствующего перехода.

Статистический анализ данных. Для выявления взаимосвязи изменений параметров ЭЭГ с возрастом вычисляли коэффициенты корреляции по Пирсону, а также применяли множественный линейный регрессионный анализ с гребневыми оценками параметров регрессии с пошаговым включением предикторов. При анализе топических особенностей возрастных изменений показателей ЭЭГ предикторами служили оценки вероятности переходов между всеми 6 диапазонами частот (36 параметров для каждого отведения ЭЭГ). Анализировали коэффициенты множественной корреляции г, регрессионные коэффициенты и коэффициенты детерминации (г2).

Для оценки возрастных закономерностей формирования паттерна ЭЭГ все школьники (86 человек) были разделены на три возрастные группы: младшую - от 7 до 10,9 года (п = 24), среднюю - от 11 до 13,9 года (п = 25), старшую - от 14 до 17,9 года (п = 37). С помощью двухфакторного дисперсионного анализа (ANOVA) оценивали влияние факторов «Пол» (2 градации), «Возраст» (3 градации), а также эффект их взаимодействия на показатели ЭЭГ. Анализировали эффекты (величины F-критерия) с уровнем значимости р < 0,01. Для оценки возможности возрастной классификации детей по описанным выше матрицам вероятностей переходов в 21-м отведении использовали классический дискриминантный анализ

с пошаговым включением предикторов. Статистическая обработка полученных данных производилась при помощи пакета программ $1а<лз1лса-Ш.

Результаты

Для 86 учащихся были рассчитаны матрицы вероятностей переходов от одних частотных компонентов ЭЭГ к другим, по которым построены соответствующие графы переходов в 21 отведении ЭЭГ. Примеры таких графов у школьника 7 и 16 лет приведены на рис. 1. На графах видна повторяющаяся во многих отведениях структура переходов, характеризующая определенный алгоритм смены одних частотных компонентов ЭЭГ другими в их временной последовательности. Линии (ребра) на каждом из графов, исходящие из большинства вершин (вершины соответствуют основным диапазонам частот ЭЭГ) левой колонки графа сходятся на правой колонке к 2-3 вершинам (диапазонам ЭЭГ). Такая сходимость линий к отдельным диапазонам отражает формирование «функционального ядра» взаимодействия волновых компонентов ЭЭГ, играющего основную роль в поддержании данной структуры паттерна биоэлектрической активности. Ядром такого взаимодействия у детей из младших классов (7-10 лет) является тета- и альфа1-диапазоны частот, у подростков из старших классов (14-17 лет) - альфа1- и альфа2-диапазоны частот, то есть происходит «смена» функционального ядра низкочастотного (тета) диапазона высокочастотным (альфа1 и альфа2).

У школьников младших классов устойчивая структура переходных вероятностей характерна для

затылочных, теменных и центральных отведений. У большинства подростков 14-17 лет вероятностные переходы уже хорошо структурированы не только в затылочно-теменных и центральных, но и в височных (Т5, Т6, Т3, Т4) областях.

Корреляционный анализ позволяет количественно оценить зависимость изменений вероятностей межчастотных переходов от возраста учащегося. На рис. 2 в ячейках матриц (построены по подобию матриц вероятностей переходов, каждая матрица соответствует определенному отведению ЭЭГ) треугольниками отображены только значимые коэффициенты корреляции: вершина треугольника вверх характеризует увеличение вероятности, вершина вниз - уменьшение вероятности данного перехода. Привлекает внимание наличие регулярной структуры в матрицах для всех отведений ЭЭГ. Так, в столбцах, обозначенных 9 и 5, имеются только значки с вершиной, направленной вниз, что отражает уменьшение с возрастом вероятности перехода волны любого диапазона (обозначенного в матрице по вертикали) к волнам дельта- и тета-диа-пазонов ЭЭГ. В столбцах, обозначенных а2, р1, р2, имеются только значки с вершиной, направленной вверх, что отражает увеличение с возрастом вероятности перехода волны любого диапазона к волнам бета1-, бета2- и особенно альфа2-диапазону частот ЭЭГ. Видно, что наиболее выраженные возрастные изменения, при этом противоположно направленные, связаны с переходами к альфа2- и тета-диапазонам. Особое место занимает альфа 1-диапазон частот. Вероятность переходов к этому диапазону во всех отведениях ЭЭГ обнаруживает возрастную зависимость

Рис.1. Топические особенности структуры взаимных переходов волн разных диапазонов частот ЭЭГ у учащегося 7 (I) и 16 (II) лет р1, р2 - бета-, а1, а2 - альфа, 9 - тета, 5 - дельта компоненты (волны) ЭЭГ. Показаны переходы, условная вероятность которых превышает 0,2. Fp1 ... 02 - отведения ЭЭГ.

8 0 а1 а.2 Р1 р2

В е а1 ой р2

е ¥ ¥ А Д Д

р2 у ¥ V А А

5 0 а! а2 Р1 (52

Р1 ¥ ¥ А Д Д

8 0 а1 а2 Р1 Р2

Б 0 а1 а2 р2

ой ¥ ¥ Д А

8 0 а! а.2 Р1 Р2

а.2 ¥ ¥ А Д

¡1 У ¥ А А А

Б 0 а1 ой (51 ¡52

0 ¥ ¥ А д А

Б 0 а1 а2 Р1 Р2

(52 ¥ ¥ Д А А

8 0 «1 а2 р] Р2 Б 0 а1 ОЙ р2

0 ¥ А Д е ¥ Д

а! ¥ ¥ а1 ¥ А

а.2 ¥ ¥ А а2 ¥ Д

Р1 ¥ Р1 ¥ д

(52 У Д Р2 ¥

8 0 а1 а2 р2 Б 0 а1 ое2 Р1 Р2

е ¥ ¥ Д О ¥ ¥

а! ¥ ¥ Л А а! У ¥ Д Д

а2 ¥ А оа У ¥ Д

Р1 У ¥ Д Р1 ¥

(52 ¥ д р2 у ¥ А

8 0 а1 а2 Р1 р2 в 0 а! сс2 Р1 (52

8 У У ¥ В ¥

е ¥ ¥ А А А 0 ¥ ¥ А Д А

а! ¥ ¥ А А Д а1 ¥ ¥ А

а.2 ¥ А А а2 ¥ ¥ А

Р1 ¥ ¥ Д А Р1 ¥ А

р2 ¥ ¥ Д А Р2 У ¥ ¥ А д А

Б 0 щ а2 Р1 (52 В 0 а1 012 Р1 р2

Б ¥ ¥ 8 ¥ ¥ Д

В ¥ ¥ А 0 ¥ ¥ А

а1 ¥ ¥ А Д а1 ¥ ¥ А

а.2 ¥ ¥ А а2 ¥ ¥ А

Р1 ¥ ¥ А А Д Р1 ¥ ¥ А Д

р2 У ¥ Д А Д (52 ¥ ¥ ¥ А д А

8 0 а1 а2 Р1 р2 Б 0 «1 а.2 Р1 р2

0 ¥ ¥ Д 0 ¥ А

а1 ¥ а! ¥ А

а2 ¥ ¥ А а.2 ¥ ¥ А

Р1 ¥ ¥ А Р1 ¥ А

р2 ¥ р2 ¥ ¥ А А

Б 0 а1 ой Р1 р2

р2 У ¥ Л Д Д

Б 0 а1 а.2 Р1 (52

Р1 ¥ ¥ А д Д

р2 ¥ ¥ А А А

Рис. 2. Изменения вероятностей переходов между волновыми компонентами основных ритмов ЭЭГ в различных отведениях с возрастом у школьников (86 человек)

5 ... р2 - диапазоны частот ЭЭГ, Fp1 ... 02 - отведения ЭЭГ. Треугольник в ячейке: вершиной вниз - уменьшение, вершиной вверх - увеличение с возрастом вероятности переходов между компонентами ЭЭГ разных частотных диапазонов. Уровень значимости: р < 0,05 - светлый треугольник, р < 0,01 - темный треугольник.

лишь в единичных случаях. Однако если проследить за заполнением строк, то альфа 1-диапазон частот ЭЭГ с возрастом у школьников уменьшает связь с медленноволновыми диапазонами и увеличивает связь с альфа2-диапазоном, выступая тем самым в качестве фактора, регулирующего устойчивость волнового паттерна ЭЭГ

Для сравнительной оценки степени связи между возрастом детей и изменениями волнового паттерна в каждом отведении ЭЭГ мы использовали метод множественной регрессии, который позволил оценить эффект сочетанных перестроек взаимных переходов между компонентами всех диапазонов частот ЭЭГ с учетом их взаимной корреляции (с целью уменьшения избыточности предикторов нами была применена гребневая регрессия). Коэффициенты детерминации, характеризующие долю изменчивости изучаемых

показателей ЭЭГ, которая может быть объяснена влиянием возрастного фактора, варьируют в различных отведениях от 0,20 до 0,49 (табл. 1). Изменения структуры переходов с возрастом имеют определенные топические особенности. Так, наиболее высокие коэффициенты детерминации между анализируемыми параметрами и возрастом выявляются в затылочных (01, 02), теменных (Р3, Рг, Р4) и задневисочных (Т6, Т5) отведениях, снижаясь в центральных и височных (Т4, Т3) отведениях, а также в F8 и F3, достигая наименьших значений в лобных отведениях ^р1, Fpz, Fp2, F7, F4, Fz). Исходя из абсолютных значений коэффициентов детерминации, можно предположить, что в школьном возрасте наиболее динамично развиваются нейрональные структуры затылочных, височных и теменных областей. При этом изменения структуры переходов в теменно-височных областях в

правом полушарии (Р4, Т6, Т4) более тесно связаны с возрастом, чем в левом (Р3, Т5, Т3).

Таблица 1

Результаты множественной регрессии между переменной «возраст школьника» и вероятностями переходов

между всеми частотными компонентами ЭЭГ (36 переменных) отдельно для каждого отведения

Отведение ЭЭГ r F df r2

Fp1 0,504 5,47* 5,80 0,208

Fpz 0,532 5,55* 5,70 0,232

Fp2 0,264 4,73* 6,79 0,208

F7 0,224 7,91* 3,82 0,196

F3 0,383 6,91** 7,78 0,327

Fz 0,596 5,90** 7,75 0,295

F4 0,524 4,23* 7,78 0,210

F8 0,635 5,72** 9,76 0,333

T3 0,632 5,01** 10,75 0,320

C3 0,703 7,32** 10,75 0,426

Cz 0,625 6,90** 7,75 0,335

C4 0,674 9,29** 7,78 0,405

T4 0,671 10,83** 6,79 0,409

T5 0,689 10,07** 7,78 0,427

P3 0,692 12,15** 6,79 0,440

Pz 0,682 13,40** 5,77 0,430

P4 0,712 11,46** 7,78 0,462

T6 0,723 9,26** 9,76 0,466

O1 0,732 12,88** 7,78 0,494

Oz 0,675 6,14** 9,66 0,381

O2 0,723 9,27** 9,76 0,466

Примечание. r - коэс фициент множественный корелляции

между переменной «возраст школьника» и независимыми переменными, F - соответствующее ему значение F-критерия, уровни значимости: * p < 0,0005, ** p < 0,0001; r2 - скорректированный на число степеней свободы (df) коэффициент детерминации.

Множественный коэффициент корреляции между возрастом школьников и значениями вероятностей переходов, рассчитанный по всей совокупности отведений (при этом из полного перечня переходов были заранее исключены переходы, корреляция которых с возрастом не достигала уровня значимости 0,05) составил 0,89, скорректированный r2 = 0,72 (F (21,64) = 11,3, p < 0,0001). То есть 72 % от исходной изменчивости зависимой переменной (возраст) могут быть объяснены в рамках модели множественной линейной регрессии, где предикторами являются вероятности переходов в определенном наборе отведений ЭЭГ. В числе предикторов оказались: P3 (t/t) = -0,21; O2 (b2/t) = -0,18; C3 (b 1 /t) = -0,16; F7 (a1/t) = 0,25; T6 (d/t) = -0,20; P4 (b2/a1) = -0,21; O1 (t/ t) = -0,21; T5 (a1/a2) = -0,20; F8 (t/d) = -0,18; O1 (d/t) = -0,08; F8 (t/t) = 0,22; T6 (a1/t) = -0,26; C3 (d/t) = -0,19; C3 (b2/b1) = 0,16; F8 (b2/t) = 0,19; Fp1 (a1/a2) = -0,17; P4 (t/t) = -0,15; P3 (a2/d) = 0,11; C4 (a2/a2) = 0,16;

Fp2 (Ь2/Ъ1) = 0,11; 02 (1/а2) = -0,11 (в скобках 1/ -переход от компонента 1 к компоненту ]). Знак при регрессионном коэффициенте характеризует направления связи между переменными: если знак положителен, вероятность данного перехода с возрастом увеличивается, если знак отрицательный, вероятность данного перехода с возрастом уменьшается.

С помощью дискриминантного анализа по значениям вероятностей переходов ЭЭГ проведено разделение школьников по возрастным группам. Из всей совокупности переходных вероятностей для классификации были использованы только 26 параметров - по числу предикторов, полученных по результатам множественного линейного регрессионного анализа с гребневыми оценками параметров регрессии. Результаты разделения представлены на рис. 3. Видно, что полученные множества для разных возрастных групп перекрываются незначительно. По степени отклонения от центра кластера того или иного школьника или его попадания в другую возрастную группу можно судить о задержке или опережении темпов формирования волнового паттерна ЭЭГ.

° аз А п О <к о о

OfP® О ° д„ °o e A о о

6 -4 -2 0 2 46 Каноническая пере/пенная 1

Рис. 3. Распределение школьников различных возрастных групп (мл - младшая, ср - средняя, ст - старшая) на дискриминантом поле В качестве предикторов в дискриминантном анализе выбраны переходные вероятности компонентов (волн) ЭЭГ, значимые по результатам множественной регрессии.

Выявляются особенности в возрастной динамике формирования волнового паттерна ЭЭГ у девочек и мальчиков (табл. 2). По данным дисперсионного анализа, главный эффект фактора Пол более выражен в теменно-височных областях, чем в лобно-централь-ных и имеет акцент в отведениях правой гемисферы. Влияние фактора Пол состоит в том, что у мальчиков больше выражена связь альфа2- с низкочастотным альфа 1-диапазоном, а у девочек связь альфа2- с высокочастотными - бета-диапазонами частот.

Эффект взаимодействия факторов, связанный с возрастной динамикой, лучше проявляется в параметрах ЭЭГ лобных и височных (также преимущественно справа) областях. В основном он связан с уменьшением по мере увеличения возраста школьников вероят-

Таблица 2

Различия вероятностей переходов между частотными компонентами ЭЭГ и их возрастной динамики у девочек и мальчиков (данные ANOVA по отведениям ЭЭГ)

Переход между частотными компонентами ЭЭГ

Отведение ЭЭГ Главный эффект фактора Пол Эффект взаимодействия факторов Пол*Возраст

Fp1 ß1-0 a1- 5 0-0

Fp2 ß2-0 a1-0 0-ß1

T4 ß2-a1 0-a1 ß2-0 a2-0 a1-0 a1-5

T6 a2-a1 a2- ß1 a1-ß1 a2-0 a1-0

P4 a2-a1 ß2-a1 a1-0 a1-5

O2 a2-a1 a2-ß1 a1-ß2 a1-a1 0-0

Примечание. р2 ... 5 - компоненты ЭЭГ Представлены вероятности переходов с уровнем значимости влияния фактора Пол (взаимодействия факторов Пол и Возраст) р < 0,01. Отведения Fpz, F7, F8, F3, F4, Т3, С2, 02 в таблице не представлены из-за отсутствия значимых эффектов влияния фактора Пол и взаимодействия факторов.

ности переходов из альфа- и бета-диапазонов частот к тета-диапазону. При этом более быстрое снижение вероятности перехода от бета- и альфа-диапазонов к тета-диапазону частот у мальчиков отмечается между младшей и средней школьной возрастной группой, тогда как у девочек - между средней и старшей возрастной группой.

Обсуждение результатов

Таким образом, на основании проведенного анализа были выявлены частотные компоненты ЭЭГ, определяющие возрастную реорганизацию и специфику паттернов биоэлектрической активности мозга у школьников-северян. Получены количественные показатели формирования с возрастом динамических взаимоотношений основных ритмов ЭЭГ у детей и подростков с учетом тендерных особенностей, позволяющие контролировать темпы возрастного развития и возможные отклонения в динамике развития.

Так, у школьников младших классов устойчивая структура временной организации ритмики ЭЭГ обнаружена в затылочных, теменных и центральных отведениях. У большинства подростков 14-17 лет паттерн ЭЭГ хорошо структурирован не только в затылочно-теменных и центральных, но и в височных областях. Полученные данные подтверждают представления о последовательном развитии структур головного мозга и этапном становлении ритмогенеза и интегративных функций соответствующих областей мозга. Известно, что сенсорные и моторные зоны коры

созревают к начальному школьному периоду, позже созревают полимодальные и ассоциативные зоны, причем формирование лобной коры продолжается до зрелого возраста . В младшем возрасте волновая структура паттерна ЭЭГ носит менее организованный (диффузный) характер. Постепенно с возрастом структура паттерна ЭЭГ начинает приобретать организованный характер и к 17-18 годам приближается к таковой взрослых лиц.

Ядром функционального взаимодействия волновых компонентов ЭЭГ у детей младшего школьного возраста является тета- и альфа1-диапазоны частот, в старшем школьном возрасте - альфа1- и альфа2-диа-пазоны частот. В период от 7 до 18 лет уменьшается вероятность взаимодействия волн всех диапазонов частот ритмики ЭЭГ с волнами дельта- и тета-диапа-зонов с одновременным увеличением взаимодействия с волнами бета- и альфа2-диапазонов. В наибольшей степени динамика анализируемых показателей ЭЭГ проявляется в теменных и височно-затылочных областях коры мозга. Наибольшие половые различия по анализируемым параметрам ЭЭГ приходятся на пубертатный период. К 16-17 годам у девочек функциональное ядро взаимодействия волновых компонентов, поддерживающее структуру паттерна ЭЭГ, формируется в альфа2-бета1-диапазоне, тогда как у мальчиков - в альфа2-альфа1-диапазоне. Однако следует отметить, что возрастное формирование паттерна ЭЭГ в разных зонах коры больших полушарий идет гетерохронно, претерпевая некоторую дезорганизацию с увеличением тета-активности в периоды полового созревания. Эти отклонения от общей динамики наиболее выражены в пубертатный период у девочек.

В исследованиях показано, что у детей в Архангельской области в сравнении с детьми, проживающими в Московской области, имеется отставание в половом созревании на один-два года. Это может быть обусловлено влиянием климатогео-графических условий среды обитания, определяющих особенности гормонального развития детей в северных регионах .

Одним из факторов экологического неблагополучия среды обитания для человека на Севере является недостаток или избыток химических элементов в почве и воде. У жителей Архангельской области отмечен недостаток кальция, магния, фосфора, йода, фтора, железа, селена, кобальта, меди и других элементов . Нарушения микро- и макроэлементного баланса было выявлено и у детей и подростков, чьи данные по ЭЭГ представлены в настоящей работе . Это также может сказываться на характере возрастного морфофункционального развития различных систем организма, в том числе и ЦНС, поскольку эссен-циальные и другие химические элементы являются составной частью многих белков и участвуют в важнейших молекулярно-биохимических процессах, а некоторые из них являются токсичными .

Характер адаптационных перестроек и степень

их выраженности во многом определяется адаптационными возможностями организма, зависящими от индивидуально-типологических особенностей, чувствительности и устойчивости к тем или иным воздействиям. Изучение особенностей развития организма ребенка и становление структуры ЭЭГ является важной основой для формирования представлений о разных этапах онтогенеза, раннего выявления нарушений и разработки возможных методов их коррекции.

Работа выполнена по Программе фундаментальных исследований № 18 президиума РАН.

Список литературы

1. Бойко Е. Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 190 с.

2. Горбачев А. Л., Добродеева Л. К., Теддер Ю. Р., Шацова Е. Н. Биогеохимическая характеристика Северных регионов. Микроэлементный статус населения Архангельской области и прогноз развития эндемических заболеваний // Экология человека. 2007. № 1. С. 4-11.

3. Гудков А. Б., Лукманова И. Б., Раменская Е. Б. Человек в Приполярном регионе Европейского Севера. Эколого-физиологические аспекты. Архангельск: ИПЦ САФУ, 2013. 184 с.

4. Демин Д. Б., Поскотинова Л. В., Кривоногова Е. В. Варианты возрастного формирования структуры ЭЭГ подростков Приполярных и Заполярных районов Европейского Севера // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия «Медико-биологические науки». 2013. № 1. С. 41-45.

5. Джос Ю. С., Нехорошкова А. Н., Грибанов А. В. Особенности электроэнцефалограммы и распределения уровня постоянного потенциала головного мозга у детей-северян младшего школьного возраста // Экология человека. 2014. № 12. С. 15-20.

6. Кубасов Р. В., Демин Д. Б., Типисова Е. В., Ткачев А. В. Гормональное обеспечение системой гипофиз - щитовидная железа - гонады у мальчиков в процессе полового созревания, проживающих в Коношском районе Архангельской области // Экология человека. 2004. Прил. Т. 1, № 4. С. 265-268.

7. Кудрин А. В., Громова О. А. Микроэлементы в неврологии. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2006. 304 с.

8. Лукманова Н. Б., Волокитина Т. В., Гудков А. Б., Сафонова О. А. Динамика параметров психомоторного развития детей 7 - 9 лет // Экология человека. 2014. № 8. С. 13-19.

9. Нифонтова О. Л., Гудков А. Б., Щербакова А. Э. Характеристика параметров ритма сердца у детей коренного населения Ханты-Мансийского автономного округа // Экология человека. 2007. № 11. С. 41-44.

10. Новикова Л. А., Фарбер Д. А. Функциональное созревание коры и подкорковых структур в различные периоды по данным электроэнцефалографических исследований // Руководство по физиологии / под ред. Черниговского В. Н. Л. : Наука, 1975. С. 491-522.

11. Постановление Правительства РФ от 21.04.2014 г. № 366 «Об утверждении Государственной программы Российской Федерации «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации на период до 2020 года». Доступ из справ.-правовой системы «Кон-сультантПлюс».

12. Сороко С. И., Бурых Э. А., Бекшаев С. С., Сидо-

ренко Г. В., Сергеева Е. Г., Хованских А. Е., Кормили-цын Б. Н, Моралев С. Н, Ягодина О. В., Добродеева Л. К., Максимова И. А., Протасова О. В. Особенности формирования системной деятельности мозга у детей в условиях Европейского Севера (проблемная статья) // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2006. Т. 92, № 8. С. 905-929.

13. Сороко С. И., Максимова И. А., Протасова О. В. Возрастные и половые особенности содержания макро- и микроэлементов в организме детей на Европейском Севере // Физиология человека. 2014. Т. 40. № 6. С. 23-33.

14. Ткачев А. В. Влияние природных факторов Севера на эндокринную систему человека // Проблемы экологии человека. Архангельск, 2000. С. 209-224.

15. Цицерошин М. Н., Шеповальников А. Н. Становление интегративной функции мозга. СПб. : Наука, 2009. 250 с.

16. Baars, B. J. The conscious access hypothesis: Origins and recent evidence // Trends in Cognitive Sciences. 2002. Vol. 6, N 1. P. 47-52.

17. Clarke A. R., Barry R. J., Dupuy F. E., McCarthy R., Selikowitz M., Heaven P. C. L. Childhood EEG as a predictor of adult attention-deficit/hyperactivity disorder // Clinical Neurophysiology. 2011. Vol. 122. P. 73-80.

18. Loo S. K., Makeig S. Clinical utility of EEG in attention-deficit/hyperactivity disorder: a research update // Neurotherapeutics. 2012. Vol. 9, N 3. P. 569-587.

19. SowellE. R., Trauner D. A., Gamst A., Jernigan T. L. Development of cortical and subcortical brain structures in childhood and adolescence: a structural MRI study // Developmental Medicine and Child Neurology. 2002. Vol. 44, N 1. P. 4-16.

1. Bojko E. R. Fiziologo-biochimicheskie osnovy zhiznedeyatelnosti cheloveka na Severe . Yekaterinburg, 2005. 190 p.

2. Gorbachev A. L., Dobrodeeva L. K., Tedder Yu. R., Shacova E. N. Biogeochemical characteristics of the northern regions. Trace element status of the population of the Arkhangelsk region and the forecast of endemic diseases. Ekologiya cheloveka . 2007, 1, pp. 4-11.

3. Gudkov A. B., Lukmanova I. B., Ramenskaya E. B. Chelovek v Pripolyarnom regione Evropejskogo Severa. Ekologo-fiziologicheskie aspekty . Arkhangelsk, 2013, 184 p.

4. Demin D. B., Poskotinova L. V., Krivonogova E. V. Variants of EEG Formation in Adolescents Living in Subpolar and Polar Regions of the Northern Russia. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) federalnogo universiteta, seriya «Mediko-biologicheskie nauki» . 2013, 1, pp. 41-45.

5. Dzhos Yu. S., Nekhoroshkova A. N., Gribanov A. V. Peculiarities of EEG and DC-potential of the Brain in Northern Schoolchildren. Ekologiya cheloveka . 2014, 12, pp. 15-20.

6. Kubasov R. V., Demin D. B., Tipisova E. V, Tkachev A. V. Hormonal provision of pituitary-thyroid-gonad gland system in boys during puberty living in Konosha District of the Arkhangelsk Region. Ekologiya cheloveka . 2004, 1 (4), pp. 265-268.

7. Kudrin A. V., Gromova O. A. Mikroelementyi v nevro-logii . Moskow, 2006, 304 p.

8. Lukmanova N. B., Volokitina T. V., Gudkov A. B., Safonova O. A. Changes of Psychomotor development parameters in 7-9 y. o. children. Ekologiya cheloveka . 2014, 8, pp. 13-19.

9. Nifontova O. L., Gudkov A. B., Shherbakova A. Je. Description of parameters of cardiac rhythm in indigenous children in Khanty-Mansiisky autonomous area. Ekologiya cheloveka . 2007, 1 1, pp. 41-44.

10. Novikova L. A., Farber D. A. Funkcionalnoe sozrevanie kory i podkorkovych struktur v razlichnye periody po dannym elektroencefalograficheskich issledovanij. Rukovodstvo po fiziologii . Ed. V. N. Chernigovsky. Leningrad, 1975, pp. 491-522.

11. Postanovlenie Pravitelstva RF ot 21.04.2014 g. № 366 «Ob utverzhdenii Gosudarstvennoj programmy Rossijskoj Federacii «Socialno-ekonomicheskoe razvitie Arkticheskoj zony Rossijskoj Federacii na period do 2020 goda» Dostup iz sprav.- pravovoj sistemy «KonsultantPlyus» .

12. Soroko S. I., Burykh E. A., Bekshaev S. S., Sidorenko G. V., Sergeeva E. G., Khovanskich A. E., Kormilicyn B. N., Moralev S. N., Yagodina O. V., Dobrodeeva L. K., Maksimova I. A., Protasova O. V. Characteristics of the brain system activity and vegetative function formation in children under conditions of the European north (a problem study). Rossiiskii fiziologicheskii jurnal imeni I. M. Sechenova / Rossiiskaia akademiia nauk. 2006, 92 (8), pp. 905-929.

13. Soroko S. I., Maksimova I. A., Protasova O. V Age and gender characteristics of the content of macro- and trace elements in the organisms of the children from the European North. Fiziologiya cheloveka . 2014, 40 (6), pp. 23-33.

14. Tkachev A. V. Vliyanie prirodnych faktorov Severa na endokrinnuyu sistemu cheloveka. Problemy ekologii cheloveka . Arkhangelsk. 2000, pp. 209-224.

15. Ciceroshin M. N., Shepovalnikov A. N. Stanovlenie integrativnojfunkcii mozga . St. Petersburg, 2009, 250 p.

16. Baars B. J. The conscious access hypothesis: Origins and recent evidence. Trends in Cognitive Sciences. 2002, 6 (1), pp. 47-52.

17. Clarke A. R., Barry R. J., Dupuy F. E., McCarthy R., Selikowitz M., Heaven P. C. L. Childhood EEG as a predictor of adult attention-deficit/hyperactivity disorder. Clinical Neurophysiology. 2011, 122, pp. 73-80.

18. Loo S. K., Makeig S. Clinical utility of EEG in attention-deficit/hyperactivity disorder: a research update. Neurotherapeutics. 2012, 9 (3), pp. 569-587.

19. Sowell E. R., Trauner D. A., Gamst A., Jernigan T. L. Development of cortical and subcortical brain structures in childhood and adolescence: a structural MRI study. Developmental Medicine and Child Neurology. 2002, 44 (1), pp. 4-16.

Контактная информация:

Рожков Владимир Павлович - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник ФГБУН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова Российской академии наук»

Адрес: 194223, г. Санкт-Петербург, пр. Тореза, д. 44

Главная особенность ЭЭГ, делающая ее незаменимым инструментом возрастной психофизиологии, – спонтанный, автономный характер. Регулярная электрическая активность мозга может быть зафиксирована уже у плода, и прекращается только с наступлением смерти. При этом возрастные изменения биоэлектрической активности мозга охватывают весь период онтогенеза от момента ее возникновения на определенном (и пока точно не установленном) этапе внутриутробного развития головного мозга и вплоть до смерти человека. Другое важное обстоятельство, позволяющее продуктивно использовать ЭЭГ при изучении онтогенеза мозга, – возможность количественной оценки происходящих изменений.

Исследования онтогенетических преобразований ЭЭГ весьма многочисленны. Возрастную динамику ЭЭГ изучают в состоянии покоя, в других функциональных состояниях (сон, активное бодрствование и др.), а также при действии разных стимулов (зрительных, слуховых, тактильных). На основании многих наблюдений выделены показатели, по которым судят о возрастных преобразованиях на протяжении всего онтогенеза, как в процессе созревания (см. главу 12.1.1.), так и при старении. В первую очередь это особенности частотно-амплитудного спектра локальной ЭЭГ, т.е. активности, регистрируемой в отдельных точках коры мозга. С целью изучения взаимосвязи биоэлектрической активности, регистрируемой из разных точек коры, используется спектрально-корреляционный анализ (см. главу 2.1.1) с оценкой функций когерентности отдельных ритмических составляющих.

Возрастные изменения ритмического состава ЭЭГ. Наиболее изучены в этом плане возрастные изменения частотно-амплитудного спектра ЭЭГ в разных областях коры мозга. Визуальный анализ ЭЭГ показывает, что у бодрствующих новорожденных в ЭЭГ преобладают медленные нерегулярные колебания частотой 1 – 3 Гц амплитудой по 20 мкВ. В спектре частот ЭЭГ у них, однако, присутствуют частоты в диапазоне от 0,5 до 15 Гц. Первые проявления ритмической упорядоченности появляются в центральных зонах, начиная с третьего месяца жизни. В течение первого года жизни наблюдается нарастание частоты и стабилизации основного ритма электроэнцефалограммы ребенка. Тенденция к нарастанию доминирующей частоты сохраняется и на дальнейших стадиях развития. К 3 годам это уже ритм с частотой 7 – 8 Гц, к 6 годам – 9 – 10 Гц (Фарбер, Алферова, 1972).

Одним из наиболее дискуссионных является вопрос о том, как квалифицировать ритмические составляющие ЭЭГ детей раннего возраста, т.е. как соотносить принятую для взрослых классификацию ритмов по частотным диапазонам (см. главу 2.1.1) с теми ритмическими компонентами, которые присутствуют в ЭЭГ детей первых лет жизни. Существуют два альтернативных подхода к решению этого вопроса.

Первый исходит из того, что дельта-, тета-, альфа- и бета-частотные диапазоны имеют разное происхождение и функциональное значение. В младенчестве более мощной оказывается медленная активность, а в дальнейшем онтогенезе происходит смена доминирования активности от медленных к быстрым частотным ритмическим составляющим. Другими словами, каждая частотная полоса ЭЭГ доминирует в онтогенезе последовательно одна за другой (Garshe, 1954). По этой логике было выделено 4 периода в формировании биоэлектрической активности мозга: 1 период (до 18 мес.) – доминирование дельта-активности, преимущественно в центрально-теменных отведениях; 2 период (1,5 года – 5лет) – доминирование тета-активности; 3 период (6 – 10 лет) – доминирование альфа-активности (лабильная фаза); 4 период (после 10 лет жизни) доминирование альфа-активности (стабильная фаза). В двух последних периодах максимум активности приходится на затылочные области. Исходя из этого, было предложено рассматривать отношение альфа- к тета-активности как показатель (индекс) зрелости мозга (Matousek, Petersen, 1973).

Другой подход рассматривает основной, т.е. доминирующий в электроэнцефалограмме ритм, независимо от его частотных параметров, как онтогенетический аналог альфа-ритма. Основания для такого толкования содержатся в функциональных особенностях доминирующего в ЭЭГ ритма. Они нашли свое выражение в «принципе функциональной топографии» (Kuhlman, 1980). В соответствии с этим принципом идентификация частотного компонента (ритма) осуществляется на основании трех критериев: 1) частоты ритмического компонента; 2) пространственного расположения его максимума в определенных зонах коры мозга; 3) реактивности ЭЭГ к функциональным нагрузкам.

Применяя этот принцип к анализу ЭЭГ младенцев, Т.А.Строганова, показала, что частотный компонент 6 – 7 Гц, регистрируемый в затылочной области, можно рассматривать как функциональный аналог альфа-ритма или как собственно альфа-ритм. Поскольку этот частотный компонент имеет небольшую спектральную плотность в состоянии зрительного внимания, но становится доминирующим при однородном темном поле зрения, что, как известно, характеризует альфа-ритм взрослого человека (Строганова с соавт., 1999).

Изложенная позиция представляется убедительно аргументированной. Тем не менее проблема в целом остается нерешенной, потому что невыяснено функциональное значение остальных ритмических компонентов ЭЭГ младенцев и их соотношение с ритмами ЭЭГ взрослого человека: дельта-, тета- и бета-.

Из вышесказанного становится ясным, почему проблема соотношения тета- и альфа-ритмов в онтогенезе является предметом дискуссий. Тета-ритм по-прежнему нередко рассматривается как функциональный предшественник альфа-, и таким образом признается, что в ЭЭГ детей младшего возраста альфа-ритм фактически отсутствует. Придерживающиеся такой позиции исследователи не считают возможным рассматривать доминирующую в ЭЭГ детей раннего возраста ритмическую активность как альфа-ритм (Шеповальников с соавт., 1979).

Однако независимо от того, как интерпретируются эти частотные составляющие ЭЭГ, возрастная динамика, свидетельствующая о постепенном сдвиге частоты доминирующего ритма в сторону более высоких значений в диапазоне от тета-ритма к высокочастотному альфа-, является неоспоримым фактом (например, рис. 13.1).

Гетерогенность альфа-ритма. Установлено, что альфа-диапазон неоднороден, и в нем в зависимости от частоты можно выделить ряд субкомпонентов, имеющих, по-видимому, разное функциональное значение. Существенным аргументом в пользу выделения узкополосных поддиапазонов альфа служит онтогенетическая динамика их созревания. Три поддиапазона включают: альфа-1 – 7,7 – 8,9 Гц; альфа-2 – 9,3 – 10,5 Гц; альфа-3 – 10,9 – 12,5 Гц (Алферова, Фарбер, 1990). От 4-х до 8 лет доминирует альфа-1, после 10 лет – альфа-2, ив 16 – 17 годам в спектре преобладает альфа-3.

Составляющие альфа-ритма имеют и разную топографию: ритм альфа-1 более выражен задних отделах коры, преимущественно в теменных. Он считается локальным в отличие от альфа-2, который широко распространен в коре, имея максимум в затылочной области. Третий компонент альфа, так называемый мюритм, имеет фокус активности в передних отделах: сенсомоторных зонах коры. Он также имеет локальный характер, поскольку его мощность резко убывает по мере удаления от центральных зон.

Общая тенденция изменений основных ритмических составляющих проявляется в снижении с возрастом выраженности медленной составляющей альфа-1. Этот компонент альфа-ритма ведет себя как тета- и дельта-диапазоны, мощность которых снижается с возрастом, а мощность компонентов альфа-2 и альфа-3, как и бета-диапазона возрастает. Однако бета-активность у нормальных здоровых детей низка по амплитуде и мощности, и в некоторых исследованиях этот частотный диапазон даже не подвергается обработке из-за его относительно редкой встречаемости в нормальной выборке.

Особенности ЭЭГ в пубертате. Прогрессивная динамика частотных характеристик ЭЭГ в подростковом возрасте исчезает. На начальных стадиях полового созревания, когда увеличивается активность гипоталамо-гипофизарной области в глубоких структурах мозга, существенно изменяется биоэлектрическая активность коры больших полушарий. В ЭЭГ возрастает мощность медленно-волновых составляющих, в том числе альфа-1, и уменьшается мощность альфа-2 и альфа-3.

В период пубертата заметно выступают различия в биологическом возрасте, особенно между полами. Например, у девочек 12 – 13 лет (переживающих II и III стадии полового созревания) ЭЭГ характеризуется большей по сравнению с мальчиками выраженностью мощности тета-ритма и альфа-1 компонента. В 14 – 15 лет наблюдается противоположная картина. У девочек проходят завершающие (ТУ и У) стадии пубертата, когда снижается активность гипоталамо-гипофизарной области, и постепенно исчезают отрицательные тенденции в ЭЭГ. У мальчиков в этом возрасте преобладают II и III стадии полового созревания и наблюдаются перечисленные выше признаки регресса.

К 16 годам указанные различия между полами практически исчезают, поскольку большинство подростков входят в завершающую стадию полового созревания. Восстанавливается прогрессивная направленность развития. Частота основного ритма ЭЭГ вновь возрастает и приобретает значения, близкие к взрослому типу.

Особенности ЭЭГ при старении. В процессе старения происходят существенные изменения в характере электрической активности мозга. Установлено, что после 60 лет наблюдается замедление частоты основных ритмов ЭЭГ, в первую очередь в диапазоне альфа-ритма. У лиц в возрасте 17 – 19 лет и 40 – 59 лет частота альфа-ритма одинакова и составляет приблизительно 10 Гц. К 90 годам она снижается до 8,6 Гц. Замедление частоты альфа-ритма называют наиболее стабильным «ЭЭГ-симптомом» старения мозга (Фролькис, 1991). Наряду с этим возрастает медленная активность (дельта- и тета-ритмы), и количество тета-волн больше у лиц с риском развития сосудистой психологии.

Наряду с этим у лиц старше 100 лет – долгожителей с удовлетворительным состоянием здоровья и сохранными психическими функциями – доминантный ритм в затылочной области находится в пределах 8 – 12 Гц.

Региональная динамика созревания. До сих пор, обсуждая возрастную динамику ЭЭГ, мы специально не анализировали проблему региональных различий, т.е. различий, существующих между показателями ЭЭГ разных зон коры в том и другом полушарии. Между тем такие различия существуют, и можно выделить определенную последовательность созревания отдельных зон коры по показателям ЭЭГ.

Об этом, например, говорят данные американских физиологов Хадспета и Прибрама, которые прослеживали траектории созревания (от 1 до 21 года) частотного спектра ЭЭГ разных областей мозга человека. По показателям ЭЭГ они выделили несколько стадий созревания. Так, например, первая охватывает период от 1 года до 6 лет, характеризуется быстрым и синхронным темпом созревания всех зон коры. Вторая стадия длится от 6 до 10,5 лет, причем пик созревания достигается в задних отделах коры в 7,5 лет, после этого ускоренно начинают развиваться передние отделы коры, которые связаны с реализацией произвольной регуляции и контроля поведения.

После 10,5 лет синхронность созревания нарушается, и выделяются 4 независимые траектории созревания. По показателям ЭЭГ центральные области коры мозга – это онтогенетически наиболее рано созревающая зона, а левая лобная, наоборот, созревает позднее всего, с ее созреванием связано становление ведущей роли передних отделов левого полушария в организации процессов переработки информации (Hudspeth, Pribram, 1992). Сравнительно поздние сроки созревания левой фронтальной зоны коры отмечались также неоднократно и в работах Д. А.Фарбер с сотрудниками.

С помощью метода электроэнцефалографии (аббревиатура ЭЭГ), наряду с компьютерной или магнитно-резонансной томографией (КТ, МРТ), изучается деятельность головного мозга, состояние его анатомических структур. Процедуре отведена огромная роль в выявлении различных аномалий методом изучения электрической активности мозга.

ЭЭГ – автоматическая запись электрической активности нейронов структур головного мозга, выполняемая с помощью электродов на специальной бумаге. Электроды крепятся к различным участкам головы и регистрируют деятельность мозга. Таким образом осуществляется запись ЭЭГ в виде фоновой кривой функциональности структур мыслительного центра у человека любого возраста.

Выполняется диагностическая процедура при различных поражениях центральной нервной системы, например, дизартрии, нейроинфекции, энцефалитах, менингитах. Результаты позволяют оценить в динамике патологии и уточнить конкретное место повреждения.

ЭЭГ проводится в соответствии со стандартным протоколом, отслеживающим активность в состоянии сна и бодрствования, с проведением специальных тестов на реакцию активации.

Взрослым пациентам диагностика осуществляется в неврологических клиниках, отделениях городских и районных больниц, психиатрическом диспансере. Чтобы быть уверенным в анализе, желательно обратиться к опытному специалисту, работающему в отделении неврологии.

Детям до 14 лет ЭЭГ проводят исключительно в специализированных клиниках врачи педиатры. Психиатрические больницы не делают процедуру маленьким детям.

Что показывают результаты ЭЭГ

Электроэнцефалограмма показывает функциональное состояние структур головного мозга при умственной, физической нагрузке, во время сна и бодрствования. Это абсолютно безопасный и простой метод, безболезненный, не требующий серьезного вмешательства.

Сегодня ЭЭГ широко применяется в практике врачей-неврологов при диагностике сосудистых, дегенеративных, воспалительных поражений головного мозга, эпилепсии. Также метод позволяет определить расположение опухолей, травматических повреждений, кист.

ЭЭГ с воздействием звука или света на пациента помогает выразить истинные нарушения зрения и слуха от истерических. Метод применяется для динамического наблюдения за больными в реанимационных палатах, в состоянии комы.

Норма и нарушения у детей

ЭЭГ детям до 1 года проводят в присутствии матери. Ребенка оставляют в звуко- и светоизолированной комнате, где его кладут на кушетку. Диагностика занимает около 20 минут.
Малышу смачивают голову водой или гелем, а затем надевают шапочку, под которой размещены электроды. На уши размещают два неактивных электрода.
Специальными зажимами элементы соединяются с проводами, подходящими к энцефалографу. Благодаря небольшой силе тока процедура полностью безопасна даже для младенцев.
Прежде чем начать мониторинг, голову ребёнка располагают ровно, чтобы не было наклона вперед. Это может вызвать артефакты и исказить результаты.
Младенцам ЭЭГ делают во время сна после кормления. Важно дать насытиться мальчику или девочке непосредственно перед процедурой, чтобы он погрузился в сон. Смесь дают прямо в больнице после проведения общего медосмотра.
Малышам до 3 лет энцефалограмму снимают только в состоянии сна. Дети старшего возраста могут бодрствовать. Чтобы ребёнок был спокойным, дают игрушку или книжку.

Важной частью диагностики являются пробы с открыванием и закрыванием глаз, гипервентиляцией (глубокое и редкое дыхание) при ЭЭГ, сжатием и разжиманием пальцев, что позволяет дезорганизовать ритмику. Все тесты проводятся в виде игры.

После получения атласа ЭЭГ врачи диагностируют воспаление оболочек и структур мозга, скрытую эпилепсию, опухоли, дисфункции, стресс, переутомление.

Степень задержки физического, психического, умственного, речевого развития осуществляется с помощью фотостимуляции (мигание лампочки при закрытых глазах).

Значения ЭЭГ у взрослых

Взрослым процедура проводится с соблюдением следующих условий:

держать во время манипуляции голову неподвижной, исключить любые раздражающие факторы;
не принимать перед диагностикой успокаивающие и прочие препараты, воздействующие на работу полушарий (Нервиплекс-Н).

Перед манипуляцией врач проводит с пациентом беседу, настраивая его на положительный лад, успокаивает и вселяет оптимизм. Далее на голову крепят специальные электроды, подключенные к аппарату, они считывают показания.

Исследование длится всего несколько минут, совершенно безболезненно.

При условии соблюдения вышеописанных правил с помощью ЭЭГ определяются даже незначительные изменения биоэлектрической активности головного мозга, свидетельствующие о наличии опухолей или начале патологий.

Ритмы электроэнцефалограммы

Электроэнцефалограмма головного мозга показывает регулярные ритмы определенного типа. Их синхронность обеспечивается работой таламуса, отвечающего за функциональность всех структур центральной нервной системы.

На ЭЭГ присутствуют альфа-, бета-, дельта, тетра-ритмы. Они имеют разные характеристики и показывают определенные степени активности мозга.

Альфа – ритм

Частота данного ритма варьирует в диапазоне 8-14 Гц (у детей с 9-10 лет и взрослых). Проявляется почти у каждого здорового человека. Отсутствие альфа ритма говорит о нарушении симметрии полушарий.

Самая высокая амплитуда свойственна в спокойном состоянии, когда человек находится в темном помещении с закрытыми глазами. При мыслительной или зрительной активности частично блокируется.

Частота в диапазоне 8-14 Гц говорит об отсутствии патологий. О нарушениях свидетельствуют следующие показатели:

alpha активность регистрируется в лобной доле;
asymmetry межполушарий превышает 35%;
нарушена синусоидальность волн;
наблюдается частотный разброс;
полиморфный низкоамплитудный график менее 25 мкВ или высокий (более 95 мкВ).

Нарушения альфа-ритма свидетельствуют о вероятной асимметричности полушарий (asymmetry) вследствие патологических образований (инфаркт, инсульт). Высокая частота говорит о различных повреждениях головного мозга или черепно-мозговой травме.

У ребенка отклонения альфа-волн от норм являются признаками задержки психического развития. При слабоумии альфа-активность может отсутствовать.

В норме полиморфная активность в пределах 25 − 95 мкВ.

Бета активность

Beta-ритм наблюдается в пограничном диапазоне 13-30 Гц и меняется при активном состоянии пациента. При нормальных показателях выражен в лобной доле, имеет амплитуду 3-5 мкВ.

Высокие колебания дают основания диагностировать сотрясение мозга, появление коротких веретен – энцефалит и развивающийся воспалительный процесс.

У детей патологический бета-ритм проявляется при индексе 15-16 Гц и амплитуде 40-50 мкВ. Это сигнализирует о высокой вероятности отставания в развитии. Доминировать бета-активность может из-за приема различных медикаментов.

Тета-ритм и дельта-ритм

Дельта-волны проявляются в состоянии глубокого сна и при коме. Регистрируются на участках коры головного мозга, граничащих с опухолью. Редко наблюдаются у детей 4-6 лет.

Тета-ритмы варьируются в диапазоне 4-8 Гц, продуцируются гиппокампом и выявляются в состоянии сна. При постоянном увеличении амплитудности (свыше 45 мкВ) говорят о нарушении функций головного мозга.

Если тета-активность увеличивается во всех отделах, можно утверждать о тяжелых патологиях ЦНС. Большие колебания сигнализируют о наличии опухоли. Высокие показатели тета- и дельта-волн в затылочной области говорят о детской заторможенности и задержке в развитии, а также указывают на нарушение кровообращения.

БЭА — Биоэлектрическая активность мозга

Результаты ЭЭГ можно синхронизировать в комплексный алгоритм – БЭА. В норме биоэлектрическая активность мозга должна быть синхронной, ритмической, без очагов пароксизмов. В итоге специалист указывает, какие именно нарушения выявлены и на основании этого проводится заключение ЭЭГ.

Различные изменения биоэлектрической активности имеют интерпретацию ЭЭГ:

относительно-ритмичная БЭА – может свидетельствовать о наличии мигреней и головных болей;
диффузная активность – вариант нормы при условии отсутствия прочих отклонений. В сочетании с патологическими генерализациями и пароксизмами свидетельствует об эпилепсии или склонности к судорогам;
сниженная БЭА ‒ может сигнализировать о депрессии.

Остальные показатели в заключениях

Как научиться самостоятельно интерпретировать экспертные заключения? Расшифровка показателей ЭЭГ представлены в таблице:

Показатель	Описание
Дисфункция средних структур мозга	Умеренное нарушение активности нейронов, характерное для здоровых людей. Сигнализирует о дисфункциях после стресса и пр. Требует симптоматического лечения.
Межполушарная асимметрия	Функциональное нарушение, не всегда свидетельствующее о патологии. Необходимо организовать дополнительное обследование у невролога.
Диффузная дезорганизация альфа-ритма	Дезорганизованный тип активирует диэнцефально-стволовые структуры мозга. Вариант нормы при условии отсутствия жалоб у пациента.
Очаг патологической активности	Повышение активности исследуемого участка, сигнализирующее о начале эпилепсии или расположенность к судорогам.
Ирритация структур мозга	Связана с нарушением кровообращения различной этиологии (травма, повышенное внутричерепное давление, атеросклероз и др.).
Пароксизмы	Говорят о снижении торможения и усилении возбуждения, часто сопровождаются мигренями и головными болями. Возможна склонность к эпилепсии.
Снижение порога судорожной активности	Косвенный признак расположенности к судорогам. Также об этом говорит пароксизмальная активность головного мозга, усиленная синхронизация, патологическая активность срединных структур, изменение электрических потенциалов.
Эпилептиформная активность	Эпилептическая активность и повышенная предрасположенность к судорогам.
Повышенный тонус синхронизирующих структур и умеренная дизритмия	Не относятся к тяжелым нарушениям и патологиям. Требуют симптоматического лечения.
Признаки нейрофизиологической незрелости	У детей говорят о задержке психомоторного развития, физиологии, депривации.
Резидуально-органические поражения с усилением дезорганизации на фоне тестов, пароксизмы во всех частях мозга	Эти плохие признаки сопровождают тяжелые головные боли, синдром нехватки внимания и гиперактивности у ребенка, повышенное внутричерепное давление.
Нарушение активности мозга	Встречается после травм, проявляется потерей сознания и головокружениями.
Органические изменения структур у детей	Следствие инфекций, например, цитомегаловирус или токсоплазмоз, либо кислородного голодания в процессе родов. Требуют комплексной диагностики и терапии.
Изменения регуляторного характера	Фиксируются при гипертонии.
Наличие активных разрядов в каких-либо отделах	В ответ на физические нагрузки развивается нарушение зрения, слуха, потеря сознания. Необходимо ограничивать нагрузки. При опухолях появляются медленноволновая тета- и дельта-активность.
Десинхронный тип, гиперсинхронный ритм, плоская кривая ЭЭГ	Плоский вариант характерен для цереброваскулярных заболеваний. Степень нарушений зависит того, как сильно будет ритм гиперсинхронизировать или десинхронизировать.
Замедление альфа-ритма	Может сопровождать болезнь Паркинсона, Альцгеймера, послеинфарктное слабоумие, группы заболеваний, при которых мозг может демиелинизировать.

Консультации специалистов в области медицины онлайн помогают людям понять, как могут расшифровываться те или иные клинически значимые показатели.

Причины нарушений

Электрические импульсы обеспечивают быструю передачу сигналов между нейронами головного мозга. Нарушение проводниковой функции отражается на состоянии здоровья. Все изменения фиксируются на биоэлектрической активности при проведении ЭЭГ.

Существует несколько причин нарушений БЭА:

травмы и сотрясения – интенсивность изменений зависит от тяжести. Умеренные диффузные изменения сопровождаются невыраженным дискомфортом и требуют симптоматической терапии. При тяжелых травмах характерны сильные повреждения проводимости импульсов;
воспаления с вовлечением вещества головного мозга и спинномозговой жидкости. Нарушения БЭА наблюдаются после перенесенного менингита или энцефалита;
поражение сосудов атеросклерозом. На начальной стадии нарушения умеренные. По мере отмирания тканей из-за нехватки кровоснабжения ухудшение нейронной проводимости прогрессирует;
облучение, интоксикация. При радиологическом поражении возникают общие нарушения БЭА. Признаки токсического отравления необратимы, требуют лечения и влияют на способности больного выполнять повседневные задачи;
сопутствующие нарушения. Зачастую связаны с тяжелыми повреждениями гипоталамуса и гипофиза.

ЭЭГ помогает выявить природу вариативности БЭА и назначить грамотное лечение, помогающее активировать биопотенциал.

Пароксизмальная активность

Это регистрируемый показатель, свидетельствующий о резком росте амплитуды волны ЭЭГ, с обозначенным очагом возникновения. Считается, что это явление связано только с эпилепсией. На самом деле пароксизм характерен для разных патологий, в том числе приобретенного слабоумия, невроза и пр.

У детей пароксизмы могут быть вариантом нормы, если не наблюдается патологических изменений в структурах мозга.

При пароксизмальной активности нарушается в основном альфа-ритм. Билатерально-синхронные вспышки и колебания проявляются в длине и частоте каждой волны в состоянии покоя, сна, бодрствования, тревоги, умственной деятельности.

Пароксизмы выглядят так: преобладают заостренные вспышки, которые чередуются с медленными волнами, а при усилении активности возникают так называемые острые волны (спайк) – множество пиков, идущих один за другим.

Пароксизм при ЭЭГ требует дополнительного обследования у терапевта, невролога, психотерапевта, проведения миограммы и прочих диагностических процедур. Лечение заключается в устранении причин и последствий.

При травмах головы устраняют повреждение, восстанавливают кровообращение и проводят симптоматическую терапию.При эпилепсии ищут, что стало ее причиной (опухоль или пр.). Если болезнь врожденная, сводят к минимуму количество припадков, болевой синдром и негативное влияние на психику.

Если пароксизмы являются следствием проблем с давлением, проводится лечение сердечнососудистой системы.

Дизритмия фоновой активности

Означает нерегулярность частот электрических мозговых процессов. Это возникает вследствие следующих причин:

Эпилепсия различной этиологии, эссенциальная гипертензия. Наблюдается асимметрия в обоих полушариях с нерегулярной частотой и амплитудой.
Гипертония ‒ ритм может уменьшиться.
Олигофрения – восходящая активность альфа-волн.
Опухоль или киста. Наблюдается асимметрия между левым и правым полушарием до 30%.
Нарушение кровообращения. Снижается частота и активность в зависимости от выраженности патологии.

Для оценки дизритмии показанием к ЭЭГ являются такие заболевания, как вегетососудистая дистония, возрастное или врожденное слабоумие, черепно-мозговые травмы. Также процедура проводится при повышенном давлении, тошноте, рвоте у человека.

Ирритативные изменения на ээг

Данная форма нарушений преимущественно наблюдается при опухолях с кистой. Характеризуется общемозговыми изменениями ЭЭГ в виде диффузно-корковой ритмики с преобладанием бета-колебаний.

Также ирритативные изменений могут возникнуть из-за таких патологий, как:

менингит;
энцефалит;
атеросклероз.

Что такое дезорганизация корковой ритмики

Проявляются, как следствие травм головы и сотрясений, которые способны спровоцировать серьезные проблемы. В этих случаях энцефалограмма показывает изменения, происходящие в головном мозге и подкорке.

Самочувствие пациента зависит от наличия осложнений и их серьезности. Когда доминирует недостаточно организованная корковая ритмика в легкой форме - это не влияет на самочувствие пациента, хотя может вызывать некоторый дискомфорт.

Визитов: 55 891

Возрастные особенности ээг. Расшифровка показателей электроэнцефалограммы (ЭЭГ) головного мозга. Что такое дезорганизация корковой ритмики

Электроэнцефалограмма мозга – определение и суть метода

Что показывает электроэнцефалограмма?

Где и как её сделать?

Электроэнцефалограмма детям: как проводится процедура

Ритмы электроэнцефалограммы

Результаты электроэнцефалограммы

Расшифровка электроэнцефалограммы

Альфа – ритм

Бета-ритм

Тета-ритм и дельта-ритм

Биоэлектрическая активность мозга (БЭА)

Другие показатели

Видео: Магнитоэнцефалография (МЭГ) - Строгонова Татьяна

Видео: Всеукраинская ассоциация по неврологии и рефлексотерапии

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы - Сороко С.И., Рожков Владимир Павлович, Бекшаев С.С.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям, автор научной работы - Сороко С.И., Рожков Владимир Павлович, Бекшаев С.С.

Текст научной работы на тему «Особенности частотно-временной организации паттерна ээг у детей и подростков на Севере в разные возрастные периоды»

Что показывают результаты ЭЭГ

Норма и нарушения у детей

Значения ЭЭГ у взрослых

Ритмы электроэнцефалограммы

Альфа – ритм

Бета активность

Тета-ритм и дельта-ритм

БЭА — Биоэлектрическая активность мозга

Остальные показатели в заключениях

Причины нарушений

Пароксизмальная активность

Дизритмия фоновой активности

Ирритативные изменения на ээг

Что такое дезорганизация корковой ритмики

Похожие статьи

Английский - часы, время

"Алхимия на бумаге": рецепты

Не запускается Batman: Arkham City (Batman: Аркхем Сити)?

Как отучить от игровых автоматов человека Как отучить играть в азартные игры

Ребусы Занимательные ребусы головоломки загадки

Сроки поступления средств на ЯД

Подпишитесь на новости