Ритмы при ээг: основные характеристики и области применения

Альфа-волны

Такой тип соответствует частоте колебаний волн в пределах 7-14 единиц за одну секунду. Альфа-волны являются своеобразным переходным состоянием, когда работа мозга перестраивается между бета- и тета-волнами. Спокойная игра на рояле – ближайший аналог ритма.

Ощущения человека во время излучения альфа-волн характеризуются расслабленностью мозга. Он может испытывать те же чувства, что и при медитации. Многие описывают альфа-ритмы состоянием, словно сознание впало в легкий сон, и ему снятся сны, при этом на практике люди испытывают снижение сосредоточенности, отвлекаются от всего окружающего мира. Такие волны отвечают за мечты и общие способности к фантазиям. Поэтому те, у кого этот диапазон не получил должного развития, имеют плохую память, а также зачастую сталкиваются с серыми снами, которые не могут вспомнить.

Принято считать, что генерация волн такой частоты происходит с помощью белого вещества, связывающего элементы мозга между собой. При доминировании альфа-ритма люди способны эффективнее выполнять все задачи, запоминать новую информацию, учиться осуществлению тех или иных работ, справляться с тяжелыми физическими нагрузками. Также в такие моменты повышается творческий потенциал, а параллельно этому появляется позитивный взгляд на вещи, причем мир буквально на глазах окрашивается в яркие цвета.

Специальное упражнение позволяет развивать альфа-ритмы, а также вызывать их прилив. Для этого нужно расположиться в удобной позе, расслабив мышцы, спокойно глубоко дышать. Дополнительно можно представлять приятные картины, способствующие релаксации. Например, восход солнца, приятный ветер, природа на фоне полного спокойствия. Регулярные тренировки приведут к повышению самоконтроля, абстрактного мышления, концентрации внимания, производительности, улучшению сна. Если требуется снизить активность волн, то достаточно просто начать думать о чем-то сложном или, к примеру, порешать непривычные математические примеры.

Преимущества управляемого эксперимента

Временное отступление от непосредственного изучения работы головного мозга человека было на самом деле шагом вперед, так как новый методологический принцип потребовал экспериментальной расшифровки ряда деталей. Переход от электроэнцефалографии к электроэнцефалоскопии нельзя воспринимать как простое количественное увеличение числа точек мозга, с которых регистрируется ЭЭГ. Даже полуторасекундная запись биопотенциалов с 50 каналов потребовала бы месяца работы при ручном методе обработки результатов. Качественное изменение характера электрофизиологического эксперимента могло обеспечить только использование электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

Являясь символом и орудием научно-технического прогресса, ЭВМ не только расширяют возможности обработки физиологических данных, но влияют и на форму эксперимента и на задачи, формулируемые экспериментатором.

В нашей лаборатории В. А. Кравченко был создан комплекс аппаратуры, куда входили 24 усилителя биопотенциалов, ЭВМ марки «Днепр» и аналого-дискретный преобразователь, позволяющий вводить ЭЭГ кролика в ЭВМ. ЭВМ в реальном времени при частоте опроса 100 гц по каждому каналу ЭЭГ подсчитывала синхронность биопотенциалов 20 точек головного мозга. Кроме данных ЭЭГ, в машину вводились и электромиграфические (ЭМГ) показатели, характеризующие деятельность мышц конечностей животного.

Здесь уместно вернуться к сравнению нейрофизиологии с лингвистикой. Поскольку движения уже давно и правильно считают отражением мозговой деятельности, выражение «мысли композитора были ярко выражены языком танца» имеет под собой научную основу. Правда, в описываемых опытах речь идет не о балерине, а о кролике, но и у него «двигательный язьщ» мозга является наиболее понятным и изученным. Вот почему «язык» движений сопоставлялся с «языком» биопотенциалов головного мозга.

Изучали условия перехода возбуждения со зрительного анализатора на двигательный, т. е. определяли изменения пространственной синхронизации ЭЭГ, предшествующие возникновению мышечного сокращения лапы кролика, при световом раздражении.

Широкие возможности открывало наличие на выходе ЭВМ устройства обратной связи с объектом. Это позволило осуществить принципиально новую форму исследования — управляемый эксперимент

Суть этого метода заключается в том, что ЭЭГ кролика, регистрируемая непрерывно в нескольких точках мозга, тут же непрерывно обрабатывается ЭВМ. По заданной программе, когда соотношения показателей ЭЭГ отвечают определенным условиям, сама ЭВМ (а не экспериментатор!) подает раздражение (в данном случае свет) и оценивает возникающую мышечную реакцию.

Таким образом, исследователь исключается из черновой экспериментальной работы и его функция заключается в планировании эксперимента, в составлении заданий ЭВМ, которая выполняет программы быстрее и лучше десятка лаборантов. Этот пример показывает не только новые возможности, открываемые научно-техническим прогрессом перед исследователями работы мозга, но и путь повышения производительности труда самих исследователей.

Однако главные преимущества управляемого эксперимента заключаются в возможности мгновенного вмешательства, так сказать, по ходу дела, в деятельность мозга на основа-нии принятой от него и обработанной ЭВМ обширной информации. Таким быстродействием сам человек не обладает.

Поведенческие корреляты

Общепринятой является точка зрения, что тета-ритм активируется вместе с ориентировочным рефлексом (англ.)русск., на первых этапах выработки условного рефлекса, может сохраняться при некоторых сложных условнорефлекторных ситуациях (выбор при высоком уровне неопределённости и т. п.). По мнению О. С. Виноградовой, последнее может объясняться необходимостью постоянного поддержания напряжённого внимания в подобных ситуациях. Связь тета-ритма с состоянием внимания подтверждается и другими исследователями.

Наличие высокоамплитудного гиперсинхронизированного тета-ритма является одним из проявлений фазы быстрого сна (связана со сновидениями). В филогенезе фаза быстрого сна развивается параллельно со способностью организма запоминать новую и необычную информацию.

Предпринимались попытки связать тета-ритм с каким-то из эмоциональных состояний, однако они оказались неудачными. В то же время высказывается предположение, что сила выраженности ритма может коррелировать с уровнем эмоционального возбуждения (англ.)русск..

Изменённые состояния сознания

Также предпринимались попытки связать тета-ритм с изменёнными состояниями сознания (ИСС). По свидетельству Р.. Уотерфилда, в настоящее время считается, что лёгкость вхождения в тета-ритм (соответствующий состоянию дремоты) характерна для гипнабельных субъектов и, может быть, для гипноза вообще. Разбор свидетельств о связи тета-ритма с ИСС представлен в статье гарвардского профессора Д. Шактера (1977). Автор сделал вывод, что пока недостаточно данных, которые позволили бы утверждать идентичность состояния сосредоточения при решении арифметической задачи и выполнении практики дзадзэн. Что, однако, не мешает существовать такому методу нетрадиционной медицины, как тета-хилинг.

Расшифровка результатов

Пациенты часто задаются вопросом – им была проведена электроэнцефалограмма головного мозга, что показывает расшифровка данного исследования? Подобный анализ позволяет доктору оценить состояние и активность различных отделов головного мозга, что необходимо для выявления заболеваний.
Чтобы расшифровать электроэнцефалограмму, врач должен обладать определенной квалификацией
Выявить изменения и нарушения в активности ЦНС становится возможным благодаря оценке ритма возбуждения, сравнения данных получаемых с симметричных участков головного мозга, а также за счет анализа результатов специальных функциональных тестов с фотостимуляцией, гипервентиляцией и т.д.

Если требуется ЭЭГ расшифровка у детей (подозрения на аутизм, эпилепсию и пр.), то, в связи с недостаточной зрелостью структур центральной нервной системы требуется проведение ряда исследований со сравнением результатов друг с другом. Подобный подход позволяет заподозрить заболевания в раннем возрасте.

Различные особенности организма пациента или внешние воздействия, могут изменять получаемые результаты, влияя на заключение при ЭЭГ. К ним относят:

• Возраст пациента.
• Наличие сопутствующих заболеваний.
• Тремор и другие изменения в двигательной сфере.
• Нарушения зрения.
• Прием лекарственных средств, влияющих на нервную систему. Подобные изменения наблюдаются и при употреблении напитков, содержащих кофеин.
• Любые изменения электропроводности кожи, что может наблюдаться при ее повышенной жирности и пр.

Лечащий врач должен учитывать данные факторы, составляя результаты и заключение ЭЭГ. При подозрениях на ошибки в процессе проведения исследования, лучше его повторить.

Причины диффузных изменений

Описанные выше патологии не возникают сами по себе. Обычно они провоцируются травмами, либо заболеваниями, сопровождающимися нарушением внутриклеточных процессов и ослаблением связи между нейронами.

Биоритмика головного мозга искажается, когда имеют место:

1. Травмы головы. Умеренные диффузные изменения отмечаются обычно при сотрясениях мозга, в то время как тяжелые черепно-мозговые повреждения приводят к значительному искажению импульсных показателей.
2. Воспалительные нейроинфекционные болезни: энцефалит, менингит, миелит, арахноидит и их смешанные вариации. При поражении спинномозгового ствола и подпаутинного пространства в тканях мозга ухудшается метаболизм, нарушается циркуляция ликвора в желудочках. Отекает белое вещество, на участках повреждений формируются рубцы. На энцефалограмме это проявляется ирритативными изменениями биоэлектрической активности головного мозга: наблюдаются высокочастотные и высокоамплитудные бета-волны.
3. Атеросклероз и прочие сосудистые заболевания, сопровождающиеся ухудшением проводимости сосудов. Умеренные и слабые диффузные изменения биоэлектрической активности отмечаются на начальных стадиях патологий. При отсутствии терапии нейронная проводимость ухудшается, искажение показателей на энцефалограмме обретает выраженность.
4. Радиоактивное облучение и химическая интоксикация. Радиация негативно сказывается на состоянии всего организма, но особенно костного и головного мозга, отмечаются сбои БЭА корковой зоны. После облучения и отравления токсинами человек утрачивает способность вести полноценную жизнь.

Диффузные изменения в результате травм

При сотрясении мозга могут разорваться аксоны – длинные отростки нейронов. В этом случае диагноз – диффузная травма мозга. Характерный симптом – потеря сознания.

При смещении подвижных частей головного мозга неподвижные элементы перекручиваются. И даже при нерезком сдвиге церебрального участка возможно полное или частичное разрушение аксонов. Аналогичный процесс может затронуть капилляры, снабжающие питанием лобный отдел и кору. Результат – диффузное отмирание тканей, из-за чего диагностика патологии осложняется.

Дистантная синхронизация биопотенциалов

Итак, попытки перевести «язык» биопотенциалов головного мозга на другие «языки» его деятельности хотя и вселяли некоторую надежду, но окончательного успеха не давали. Но, может быть, принцип чтения знаков ЭЭГ должен быть другим? Как говорит пословица, один в поле не воин. До сих пор чаще прислушивались к сольному «пению» отдельных участков мозга, а музыка, возможно, целиком раскрывается в хоровом многоголосье.

Возникло предположение, что в основе обширной диффузной перестройки корковых биопотенциалов лежит процесс пространственной соритмии или, как мы его чаще называем, процесс дистантной синхронизации колебаний биопотенциалов.

Его можно сравнить с четкой поступью парадных колонн, шагающих под звуки оркестра по широким просторам площади. Тогда фоновая многоритмичная ЭЭГ будет подобна толпе, идущей не в ногу. Такое предположение с необходимостью требовало включения в анализ биопотенциалов мозга не только их временных, но и пространственных параметров.

Изучение пространственной синхронизации биопотенциалов головного мозга потребовало создания новых приборов. Ранее описанные результаты были получены при регистрации ЭЭГ от нескольких (4, 8 иногда 16) пунктов головного мозга. В нашей лаборатории, используя новый метод регистрации ЭЭГ — электроэнцефалоскопию (М. Н. Ливанов, В. М. Ананьев, 1960), удалось зарегистрировать электрическую активность сразу от 50 до 100 точек коры головного мозга. Сопоставляя соритмичность электрической активности разных участков мозга, иными словами, определяя дистантную синхронизацию биопотенциалов, оцениваемую математически по величине   кросскорреляционных   коэффициентов (то есть по степени соответствия биопотенциалов в разных участках мозга), исследователи смогли более детально описать работу мозга.

Оказалось, что в головном мозгу человека, когда он находится в спокойном состоянии, относительно мало (около 2,8%) участков работают синхронно.

Нужно заметить, что речь идет о высоких значениях коэффициентов корреляции. Они могут изменяться от  –1 до +1, а синхронно работающими считались участки мозга, для которых этот показатель равнялся 0,8—1,0. Длительность записи ЭЭГ, по которой определялись синхронность, или «эпоха анализа», равнялась всего 1,5 сек.

Через 15—25 сек после начала выполнения умственной работы (перемножение двух двухзначных чисел) число точек головного мозга, работающих синхронно, т. е. взаимосвязанно, увеличивалось в несколько раз.

Интересно, что такие точки располагались преимущественно в лобных долях, принимающих активное участие в интеллектуальных действиях человека. Кроме того, этот процесс более отчетливо проявлялся в левом полушарии, которое у большинства людей (правшей) доминирует над правым полушарием. Чем труднее решалась предложенная задача, тем обширнее и длительнее выявлялись эти изменения.

Если испытуемый принимал терапевтическую дозу аминазина (25 мг), который блокирует влияние глубинных отделов головного мозга (ретикулярной формации) на кору, то выполнение умственного задания замедлялось и соответственно уменьшалась синхронность в лобовых отделах коры.

Сотрудником нашей лаборатории Н. А. Гавриловой было обнаружено, что при психических заболеваниях (некоторые формы шизофрении, эпилепсии) даже в покое резко увеличивается число синхронно работающих точек мозга (особенно при выраженном систематизированном бреде), но их расположение сдвигается к срединным отделам полушария.

Во время умственной нагрузки число синхронно работающих точек мозга у таких больных иногда даже уменьшалось. Эти результаты показывают, что при психических заболеваниях значительно нарушается распределение нервных процессов в ЦНС.

Следовательно, запись и анализ электрической активности нескольких участков головного мозга показали, что таким образом можно получить дополнительную информацию о деятельности мозга. Вставал вопрос о физиологической значимости синхронности процессов, протекающих в различных пунктах головного мозга. Для чего эти пункты начинали работать в унисон?

Можно предполагать, что в дистантной синхронности колебаний биопотенциалов отражаются условия, которые необходимы для осуществления связи между соответствующими участками мозга. Чтобы детально проверить это предположение, понадобились исследования на лабораторных животных

ОПИСАНИЕ МЕТОДА

В основе метода лежит регистрация электрических импульсов головного мозга (ритмов).

Именно ритмы ЭЭГ помогают выявлять патологии в сосудах, наличие воспалительных процессов, признаки наличия опухоли или неврологических заболеваний. Кроме того, посредством ЭЭГ врачи оценивают воздействие различных лекарственных препаратов на организм и отслеживают динамику течения заболевания.

В настоящее время известно несколько видов ритмов, каждый из которых несет определенную информацию о работе головного мозга и состоянии систем и органов пациента.

Недостатки метода

Излишняя волновая стимуляция может вызывать негативные реакции организма. Так при переизбытке альфа-активности развивается снижение концентрации, формирование дефицита внимания, депрессии, снижение визуальной четкости. Человек начинает нуждаться в дневном сне, быстрее устает. Кроме того под воздействием альфа-волн увеличивается внушаемость.

Обратной стороной стимуляции бета-волнами становится усиление тревожности, перевозбуждения и развитие обсессивно-компульсивного расстройства. Отмечаются признаки стресса, паранойи. Также под воздействием такой стимуляции усиливается мышечное напряжение, возникает бессонница. Воздействие на мозжечковую миндалину и гипоталамус провоцирует повышение артериального давления.

При воздействии тета-волн можно заработать расстройства концентрации внимания, депрессивные состояния, гипереактивность или наоборот апатию. Под влиянием такой стимуляции возникает сонливость, равнодушие к жизни, повышение внушаемости.

Поэтому прежде чем прибегать к любым методикам стимуляции волновой активности мозга лучше проконсультироваться со специалистами.