ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2004, том 30, № 1, с. 47-49
УДК 612.821
ИЗМЕНЕНИЕ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СЕТЧАТКИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ
СТИМУЛЯЦИИ
© 2004 г. Р. Ф. Гимранов
Институт нейрохирургии им. H.H. Бурденко, РАМН, Москва Поступила в редакцию 22.01.2001 г.
Исследовали электроретинограмму (ЭРГ) человека до и после проведения транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) в области коркового звена зрительного анализатора. Показано, что ТМС с частотой 5 Гц в проекции коркового звена зрительного анализатора вызывает достоверное увеличение амплитуды "Ь"-волны ЭРГ, что, вероятнее всего, связано с изменением состояния нейронов центральных звеньев зрительного анализатора, которые через центробежные волокна в зрительном нерве попадают в сетчатку и активно участвуют в процессах латерального торможения.
Со времени предсказания Дж. Максвеллом (1873 г.) и экспериментального обнаружения Г. Герцом (1888 г.) электромагнитных волн прошло более 100 лет. Впервые магнитостимуляция на человеке была выполнена в 1896 году, когда при стимуляции затылочной области испытуемые отмечали зрительные вспышки - фосфены [1]. Группа ученых Шеффилдского университета в 1985 г. создали магнитный стимулятор, способный возбуждать моторную кору человека через кости черепа и, в результате этого, вызывать движения в верхних и нижних конечностях [2]. Данная методика стала называться "транскраниальная магнитная стимуляция" (ТМС). В настоящее время ТМС широко используется для исследования центральной нервной системы человека [37]. Наличие эфферентных волокон в зрительном нерве, оканчивающихся в сетчатке [8], позволяет предположить, что при воздействии ТМС в области коркового звена зрительного анализатора возможны изменения в биоэлектрической активности сетчатки. Задачей настоящей работы было исследование электроретинограммы (ЭРГ) человека до и после проведения ТМС в области коркового звена зрительного анализатора с целью выявления влияния центральных звеньев на периферические звенья зрительного анализатора.
МЕТОДИКА
Исследование проводилось на двух группах практически здоровых испытуемых. Первая группа из 18 испытуемых, в возрасте от 18 до 39 лет (мужчин - 13, женщин - 5, средний возраст 23.3 ± 4.8 лет), получала воздействие ТМС в проекции зрительной коры (затылочная область) в течение 1 минуты. До и после ТМС производили запись ЭРГ. Вторая группа из 25 испытуемых в
возрасте от 18 до 40 лет (мужчин - 17, женщин - 8, средний возраст 24.8 ± 5.3 лет) была контрольной, ЭРГ записывали до и после 1-минутного ложного воздействия, той же катушкой. У половины испытуемых и в 1-й и во 2-й группах регистрацию ЭРГ начинали с правого глаза, а у второй половины -с левого глаза, другой глаз закрывали светонепроницаемой шторкой.
Для записи, усреднения и анализа ЭРГ использовали 8-канальный нейроусреднитель Viking 4P (Nicolet, USA). ЭРГ записывали с позолоченных чашковидных электродов, расположенных на нижнем веке, ближе к внутренней спайке, референтный электрод находился на мастоиде своей стороны. Межэлектродное сопротивление было менее 5 кОм. Частотный диапазон усилителя составлял 0.5-200 Гц. ЭРГ записывали отдельно с правого и левого глаза, проводя 50 усреднений в каждой из двух серий.
Для ТМС зрительной коры мы использовали магнитный стимулятор Нейрософт-МС (Иваново, Россия). Максимальная индукция магнитного поля была 2.2 Тесла (Тл). Форма магнитного импульса - монофазный, длительность 0.3 мс. Индукция магнитного поля соответствовала 90% от моторного порога (100% - ТМС в проекции моторной коры вызывает движения в контралате-ральной конечности) и превышала 1.2 Тл (частота 5 Гц, диаметр катушки 90 мм).
Проводили определение амплитуды волн "а" и "b" ЭРГ от правого и левого глаза. Полученные данные подвергали статистической обработке по i-критерию Стьюдента, различия считали значимыми при p < 0.05.
48
ГИМРАНОВ
Электроретинограмма (ЭРГ) испытуемого В. до и после транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). I- ЭРГ с правого глаза до (1) и после (2) ТМС; II- ЭРГ с левого глаза до (3) и после (4) ТМС.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В 1-й группе среднегрупповые значения амплитуды "а"-волны ЭРГ до и после ТМС, проводимой в течение 1 мин в проекции коркового звена зрительного анализатора, существенно не отличались и были статистически незначимы. Таким образом, это может свидетельствовать о том, что ТМС не приводит к изменениям биоэлектрической активности наружных слоев сетчатки. В этой же группе после ТМС отмечалось достоверное увеличение среднегрупповых значений амплитуды "¿"-волны ЭРГ как при стимуляции правого (до - 29.6 ± 2.7 мкВ, после - 33.7 ± 4.6 мкВ), так и левого глаза (до - 29.7 ± 2.6 мкВ, после - 33.5 ± 5.4 мкВ). Эти изменения биоэлектрической активности средних слоев сетчатки после ТМС в проекции коркового звена зрительного анализатора носили статистически достоверный характер. На рисунке приведена ЭРГ до и после ТМС у испытуемого В.
В контрольной группе среднегрупповые значения амплитуды "а"- и "¿"-волны ЭРГ до и после ложного воздействия достоверно не изменялись как для правого, так и для левого глаза. При сравнении среднегрупповых значений амплитуды "а"-и "¿"-волны ЭРГ до ТМС в 1-й группе и ложного
Динамика значений амплитуды "а"- и "Ь"-волн ЭРГ до и после ТМС и ложного воздействия
Группы "а"-волна, мкВ "Ь"-волна, мкВ
до после до после
1-я ОБ 5.5 ± 1.7 5.4 ± 1.9 29.6 ± 2.7 33.7 ± 4.6
08 5.9 ± 1.7 5.7 ± 1.6 29.7 ± 2.6 33.5 ± 5.4
2-я ОБ 5.4 ± 1.8 5.4 ± 1.8 29.3 ± 2.7 29.4 ± 2.9
08 5.8 ± 1.6 5.6 ± 1.7 29.0 ± 2.8 29.2 ± 2.9
Примечание: ОБ - правый глаз; 08 - левый глаз.
воздействия во 2-й группе значимых различий также не было выявлено. В таблице приведены среднегрупповые значения амплитуды "а"- и "¿"-волны ЭРГ с правого и левого глаза до и после ТМС (1-я группа) и ложного воздействия (2-я группа).
Таким образом, полученные результаты указывают на влияние ТМС с индукцией магнитного поля более 1.2 Тл и частотой 5 Гц на биоэлектрическую активность в средних слоях сетчатки, что выражалось в достоверном увеличении амплитуды "¿"-волны ЭРГ после ТМС.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Изучение организации корковых звеньев зрительной системы с помощью ТМС позволяет уточнить механизмы обработки зрительной информации [8-10]. Полученные в нашем исследовании достоверные изменения в виде увеличения амплитуды "¿"-волны ЭРГ при ТМС указывают на изменение функционального состояния нейронов зрительного анализатора, которые через центробежные волокна в зрительном нерве попадают в сетчатку и, заканчиваясь на амакриновых клетках, модулируют свойства их рецептивных полей, активно участвуя в процессах латерального торможения [8, 11, 12]. Представление о латеральном проведении в сетчатке афферентных сигналов на основании сопоставления математической модели структурно-функциональной единицы сетчатки со структурной организацией латерального взаимодействия в сетчатке предполагает связь любого рецепторного нейронального пула, посредством горизонтальных элементов (горизонтальные, амакриновые, интерплекси-формные клетки), с биполярными нейронами, сколь угодно удаленными от рассматриваемой рецепторной зоны [13]. Вероятно, воздействие
ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА том 30 < 1 2004
ИЗМЕНЕНИЕ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СЕТЧАТКИ
49
ТМС приводит к снижению латерального торможения, и в результате наблюдается увеличение амплитуды "¿"-волны ЭРГ. Происхождение "Ь"-волны связывают с активностью биполяров и клеток Мюллера, не исключают вклад ганглиоз-ных клеток сетчатки. Глиальные клетки Мюллера, играя активную роль в модуляции нормальной нейрональной активности в сетчатке, что в основном связано с наличием глиальных Ca-волн, и регулируя синаптическую деятельность влиянием на нейротрансмиттеры, могут способствовать развитию функциональных синаптических связей между нейронами. Глутамат является главным трансмиттером возбуждения в сетчатке [14, 15], а NMDA и AMPA (глутаматовые) рецепторы связаны и с амакриновыми клетками [16, 17]. Таким образом, ТМС, вероятно, приводит к изменению функционального состояния нейронов центральных звеньев зрительного анализатора, эфферентные аксоны которых, заканчиваясь на ама-криновых клетках сетчатки, приводят к снижению латерального торможения и способствуют большему выделению глутамата, воздействующего на NMDA и АМРА рецепторы. Это так же может привести к увеличению распространения Ca-глиальныx волн и вследствие этих механизмов, вероятно, наблюдается изменение биоэлектрической активности средних слоев сетчатки, выраженное в увеличении амплитуды "Ь"-волны ЭРГ.
ВЫВОДЫ
1. У здоровых испытуемых ТМС с индукцией магнитного поля более 1.2 Тл и частотой 5 Гц в проекции коркового звена зрительного анализатора не вызывает значимых изменений амплитуды "а"-волны ЭРГ.
2. ТМС с индукцией магнитного поля более 1.2 Тл и частотой 5 Гц в проекции коркового звена зрительного анализатора у здоровых испытуемых вызывает достоверное увеличение амплитуды "Ь"-волны ЭРГ, что, вероятнее всего, связано с изменением состояния нейронов центральных звеньев зрительного анализатора, которые через центробежные волокна в зрительном нерве попадают в сетчатку и активно участвуют в процессах латерального торможения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. D'Arsonval A. Comtes Redus de la Societe de Biologie. Paris, 1896. P. 450-451.
2. Barker A.T., Jalinouse R, Freestone ILL. Non invasive magnetic stimulation of the human motor cortex // Lancet. 1985. V. 1. P. 1106.
3. ReutensDC., Berkovic S.F. Increased cortical excitability in generalized epilepsy demonstrated with transcrani-al magnetic stimulation // Lancet. 1992. V. 339. P. 362.
4. Гимранов РФ. Использование транскраниальной магнитной стимуляции в медицине // Вопр. нейрохирургии. 1999. № 3. С. 36.
5. Sicbner H.R., Tormos J.M., Ceballos-Baumaon A.O. Low-frequency rTMS of the motor cortex in writers cramp // Neurology. 1999. V. 52. P. 529.
6. Schwarz S., Hacke W, Schwab S. Magnetic evoked potentials in neurocritical patients with acute brainstem lesions // J. Nerol. Sci. 2000. V. 172. P. 30.
7. Hofman R.E., Boutros N.N., Hu S. et al. Transcran
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.