ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПАТОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
УДК 616_092.6;616.8
РЕАКЦИЯ МОЗГА НА ДЕЙСТВИЕ ЭМОЦИОНАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ СТИМУЛОВ У БОЛЬНЫХ С ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМОЙ ПРИ УГНЕТЕНИИ И ВОССТАНОВЛЕНИИ СОЗНАНИЯ
© 2013 г. Г. В. Портнова, К. В. Гладун, Е. В. Шарова, А. М. Иваницкий
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, e-mail:caviter@list.ru, kseniya.gladun.87@mail.ru Поступила в редакцию 10.07.2013 г.
Принята в печать 22.08.2013 г.
Изучена динамика ритмов ЭЭГ при предъявлении звуковой эмоционально значимой стимуляции больным с черепно-мозговой травмой различной степени тяжести в острый период и в период восстановления. Звуковая стимуляция содержала звуки, отражающие физиологические реакции (кашель, рвота), эмоциональные состояния (смех, плач), звуки природы (пение птиц, лай), неприятные бытовые звуки (скрежет), а также нейтральные стимулы (белый шум). Запись ЭЭГ проводилась на электроэнцефалографе "Энцефалан" г. Таганрог, Россия, спектры мощности рассчитывали с помощи быстрого преобразования Фурье (FFT) в программе Mathlab. Результаты показали, что биоэлектрическая реакция мозга человека зависит от типа эмоциональных стимулов, предъявляемых испытуемым, от тяжести черепно-мозговой травмы и меняется в процессе восстановления. Изменение мощности ритмической активности по сравнению с фоном у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой наиболее выражено при предъявлении отрицательных стимулов. Реакция на приятную стимуляцию появляется позднее и свидетельствует о прогрессе восстановления после черепно-мозговой травмой. Изменение ритмической активности по сравнению с фоном у больных с черепно-мозговой травмой наиболее выражены на частоте медленно волновой активности и бета-ритма. Блокада альфа-ритма менее выражена у больных с черепно-мозговой травмой в период восстановления и полностью отсутствует у больных в коме.
Ключевые слова: ЭЭГ, черепно-мозговой травмой, кома, звуковые стимулы, эмоционально-значимые стимулы.
Changes of EEG Power Spectrum in Response to the Emotional Auditory Stimuli in Patients in Acute and Recovery Stages of TBI (Traumatic Brain Injury)
G. V. Portnova, K. V. Gladun, E. V. Sharova, A. M. Ivanitsky
Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian academy of Science, Moscow, e-mail: caviter@list.ru, kseniya.gladun.87@mail.ru
We investigated variability of responses to emotionally important auditory stimulation in different groups of TBI (Traumatic Brain Injury) in acute state or recovery. The patients sampling consisted of three different groups: patients in coma or vegetative state, patients with Severe and Moderate TBI in recovery period. Subjects were stimulated with auditory stimuli containing important physiological sounds (coughing, vomiting), emotional sounds (laughing, crying), nature sounds (bird song, barking), unpleasant household sounds (nails scratching the glass), natural sounds (sea, rain, fire) and neutral sounds (white noise). The background encephalographic activity was registered during at least 7 minutes. EEG was recorded while using portable device "Entsefalan". Significant differences of power of the rhythmic activity registered during the presentation of different types of stimuli were analyzed using Mathlab and Statistica 6.0. Results showed that EEG-response to the emotional stimuli differed depending on consciousness level, stimuli type, severity of TBI. Most valuable changes in EEG spectrum power for a patient with TBI were found for unpleasant auditory stimulation. Responsiveness to the pleasant stimulation could be registered in later stages of coming out of coma than to unpleasant stimulation. Alpha-activity is reducing in patients with TBI: the alpha rhythm depression is most evident in
10
753
the control group, less in group after moderate TBI, and even less in group after severe TBI. Patients in coma or vegetative state didn't show any response in rhythmic power in the frequency of alpha rhythm.
Keywords: EEG, Traumatic Brain Injury, severe, moderate, coma, auditory emotional stimuli. DOI: 10.7868/S0044467713060142
Электрофизиологические исследования больных с черепно-мозговой травмой (ЧМТ) ставят своей целью изучение механизмов нарушения работы мозга и получение объективных показателей для диагноза и прогноза болезни [11]. В клинике широко изучены критерии различных уровней угнетения сознания [22]. Восстановление больного с угнетением сознания также проходит через ряд этапов обратного развития [7, 18]. При этом считается, что полное угнетение сознания при ЧМТ возможно лишь при дисфункции восходящих активирующих структур (ретикулярная формация и таламус), независимо от локализации поражения [22]. Так, по данным методов нейровизуализации, для больного в вегетативном состояния характерны структурно-функциональное разобщение коры со зрительным бугром и угнетение активности в гипоталамической области и стволе мозга [20]. Помимо клинического статуса больного, а также методов нейровизиуализа-ции, диагностирующих характер и локализацию травмы, большое значение имеют методы, позволяющие оценить функцию и прогностические возможности мозга при ЧМТ К их числу можно отнести и электроэнцефалографию. Использование ЭЭГ в неврологической клинической практике имеет значение для определения особенностей течения заболевания и прогноза восстановления пациентов с тяжелым повреждением головного мозга, включая ЧМТ [5, 8, 23]. Установлены ЭЭГ-корреляты тяжести угнетения сознания при ЧМТ, выявлены качественные и количественные характеристики ЭЭГ, имеющие прогностическое значение. Показано, в частности, что для посттравматических бессознательных состояний характерны не локальные, а диффузные нарушения паттерна ЭЭГ и ее пространственно временной организации [3, 4]. Имеются данные о том, что медленно волновая патологическая активность при ЧМТ является прогностически плохим признаком и часто регистрируется у больных при наступлении в дальнейшем летального исхода или инвалидизации [17]. У больных в коме появление альфа-ритма в затылочных
областях является отражением сохранных функциональных возможностей коры и указывает обычно на положительный прогноз [4]. В то же время диффузный, нерегулярный ("гиппокампальный") альфа-ритм, напротив, свидетельствует о неблагоприятном прогнозе [3]. Тем не менее наличие медленно волновой активности не является абсолютным показателем, определяющим прогноз болезни [2]. Прогностически важными электрофизиологическими показателями являются прежде всего совокупные изменения ЭЭГ на всех исследуемых частотах. [7, 16, 24]. Другие исследования показывают, что наиболее информативным для прогнозирования состояния больных с ЧМТ и определения выраженности угнетения сознания являются динамические изменения ЭЭГ [28]. Еще более значимым в отношении прогноза могут быть реактивные изменении электрической активности при предъявлении различных стимулов. Есть данные, что изменение электрической активности в ответ на звуковые сигналы может быть значимым показателем, позволяющим оценить степень поражения, уровень угнетения сознания, а также прогноз болезни [26]. В частности, регистрация изменений на ЭЭГ при предъявлении звуковых стимулов, особенно неприятных раздражений, может свидетельствовать о хорошем прогнозе больного с ЧМТ [27].
Известно о многочисленных методиках аудиостимуляции, применяемых для лечения пациентов, находящихся в коме и вегетативных состояниях [16, 21]. Применение эмоционально-значимой стимуляции у больных с ЧМТ различной степени тяжести демонстрирует свою эффективность, но в то же время успешность применения данной методики зависит от многих факторов, к которым относят глубину угнетения сознания, тип применяемой стимуляции, время начала применения стимуляции и т.д. Исследование электрической активности мозга у таких больных в ответ на эмоциональные стимулы может быть не только объективным показателем наличия или отсутствия реакции на эти стимулы, но и пролить свет на механизмы мозга, задейство-
ванные при ее появлении. Однако этот вопрос недостаточно изучен [21]. В настоящем исследовании мы стремились восполнить этот пробел. Использование именно звуковых стимулов определялось тем, что реакция на звук при регрессии коматозного состояния появляется одной из первых [7].
МЕТОДИКА
В эксперименте приняло участие четыре группы испытуемых:
1. Больные с глубоким угнетением сознания вследствие черепно-мозговой травмы (11 человек, 6 мужчин, возраст от 17 до 35 лет, средний возраст 20.2 года). Состояние 9 больных соответствовало стадии угнетения сознания Кома1 (отсутствие сознания, глаза закрыты, паракинезы, сохранена реакция на боль, зрачковые и корнеальные рефлексы сохранены), Двое больных находились в вегетативном состоянии: один в состоянии акинетического мутизма (спонтанное открывание глаз без фиксации взора) у второго наблюдался апаллический синдром (диффузное повышение мышечного тонуса в сгибателях, глаза открыты, присутствует реакция на боль). Все больные, находящиеся в коме, были подключены к системам жизнеобеспечения. ЭЭГ-исследование у данной группы больных проведено в течение первых 10 дней с момента травмы. Состояние больных на момент обследования тяжелое или крайне тяжелое с оценкой по шкале комы Глазго 4—7 баллов. ЭЭГ-исследование у данной группы больных проведено в течение первых 10 дней с момента травмы. У всех пациентов в дальнейшем (3—15 мес.) диагностирована положительная динамика с восстановлением сознания.
2. Группа больных с тяжелой черепно-мозговой травмой (14 больных, 7 мужчин, возраст от 18 до 33 лет, средний 24.6 года). Состояние больных на момент госпитализации тяжелое или крайне тяжелое с оценкой по шкале комы Глазго 4—7 баллов. Электрофизиологическое обследование проводилось в период от 3 до 12 мес. с момента травмы. Состояние больных на момент исследования — средне тяжелое, у всех больных диагностировано восстановление сознания, больные способны понимать и выполнять инструкции, у ряда больных наблюдались нарушения речи по типу моторной афазии, дискинезия и асте-но-невротическ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.