4.3. Электрическая активность головного мозга


Для изучения функциональной активности коры больших полушарий и ее взаимоотношений с подкорковыми структурами используется метод регистрации биотоков мозга – электроэнцефалография (ЭЭГ). ЭЭГ представляет собой результат алгебраического сложения синаптических потенциалов, возникающих в расположенных у поверхности коры множестве дендритов корковых пирамидных нейронов. ЭЭГ меняется при изменении функционального состояния в период бодрствования, при переходе ко сну, при эпилептических припадках, потере сознания, заболеваниях мозга и др.

При анализе ЭЭГ учитывают частоту, амплитуду, форму и длительность электрических колебаний. В ЭЭГ взрослого человека выделяют четыре основных типа ритмических электрических колебаний (ритмов ЭЭГ), каждый из которых характерен для определенного функционального состояния (рис. 35). Альфа-ритм, с частотой 8–13 колебаний в 1 секунду и амплитудой примерно 50 мкВ, регистрируется в состоянии спокойного бодрствования и при отсутствии внешних раздражений. У человека альфа-ритм наиболее выражен в затылочных долях коры и хорошо регистрируется, когда он сидит спокойно с закрытыми глазами.


Бета-ритм, с частотой 14–30 колебаний в 1 секунду и амплитудой примерно 25 мкВ, характерен для активного бодрствования. Этот ритм наблюдается преимущественно в лобных и теменных областях коры больших полушарий. Если человек из состояния покоя переходит ко сну, то в его ЭЭГ появляются вначале «сонные веретена». Они представляют собой регулярные чередования нарастания и снижения амплитуды волн, образующих «веретена», длительностью 2–8 с. По мере углубления сна «сонные веретена» сменяются более медленными и высокоамплитудными волнами, образующими тета-ритм с частотой 4–7 колебаний в 1 секунду и амплитудой 100–150 мкВ. Тета-ритм регистрируется также при отрицательных эмоциях, болевых раздражениях, небольшом наркозе. Во время глубокого

Ход работы. Выбирают способ регистрации ЭЭГ: монополярный или биполярный. При монополярном отведении один из двух электродов, подключаемых на каждый канал электроэнцефалографа, является общим для всех каналов. Его крепят на переносице или мочке уха, т.к. в эти участки менее всего передаются колебания электрических потенциалов мозга.

При биполярном отведении на каждый канал электроэнцефалографа подключают два независимых электрода, каждый из которых располагается на активной точке.

На голову испытуемого надевают специальный эластичный шлем-сетку, в котором закреплены контактные электроды (рис. 36). Схема расположения отводящих электродов на голове испытуемого зависит от числа и характера одновременно регистрируемых процессов. Шлем должен хорошо прилегать к коже, но не беспокоить. На участках головы под регистрирующими электродами необходимо раздвинуть волосы, протереть кожу для обезжиривания спиртом и на кусочки марли, смоченные физиологическим раствором, наложить электроды, прижимая их эластичными шнурами шлема.

Затем испытуемый направляется в экранированную камеру, которая уменьшает возможность записи артефактов (помех от городского переменного тока с частотой 50 Гц и др.). Для правильной расшифровки ЭЭГ перед опытом записывают возможные артефакты для их последующего распознавания во время опыта.

Испытуемый в камере во время записи располагается в удобном кресле, мускулатура его должна быть расслаблена. Вначале записывают калибровочный сигнал, а затем регистрируют фоновую ЭЭГ. После записи фоновой активности испытуемому предлагают выполнить некоторые функциональные пробы.

Проба 1. Открывание и закрывание глаз. После адаптации испытуемого к темноте он выполняет пробу с открыванием и открыванием глаз. После команды «открыть глаза» на ЭЭГ появляется артефакт «моргания», а затем наступает десинхронизация, проявляющаяся в угнетении альфа-ритма ЭЭГ. После закрывания глаз альфа-ритм восстанавливается.

Проба 2. Ритмическая фотостимуляция. Перед испытуемым на расстоянии 12 см от глаз строго по средней линии устанавливают источник мелькающего света (газоразрядная лампа с энергией вспышки 0,3 Дж). Ритмические вспышки лампы вызывают перестройку фоновой ЭЭГ. В ней появляется ритмическая активность с частотой, равной или кратной предъявляемой частоте фотостимуляции.

Проба 3. Психологические тесты. Испытуемый должен находиться в удобной позе при максимальном расслаблении мышц с закрытыми глазами. Вначале ему предлагают провести простое арифметическое вычитание: трех от ста с дальнейшим вычитанием трех от каждой разности и так до нуля. Вычитать нужно как можно быстро и точно. Затем испытуемый выполняет сложное вычитание по тому же принципу, например: 17 из 981 и так далее до нуля. Во врем выполнения данной пробы, т.е. в период умственного напряжения, на ЭЭГ наблюдается угнетение альфа-ритма и появление бета-ритма.

Анализируют полученную запись фоновой электрической активности мозга и во время выполнения функциональных проб, делают соответствующие выводы.