Studiu neurofiziologic al capacităților funcționale ale creierului. Prelegere: Metode de cercetare neurofiziologică. Activitatea electrică a creierului. Metode moderne de examinare paraclinic
EXAMEN NEUROFIZIOLOGIC
Metodele de examinare neurofiziologică includ electroencefalografia (EEG), reoencefalografia (REG), magnetoencefalografia (MEG), potențialele evocate (EP).
Electroencefalografia. Aceasta este o metodă de studiere a caracteristicilor funcționării creierului folosind înregistrarea biocurenților, reprezentând suma algebrică a câmpurilor electrice extracelulare, excitante și inhibitoare. potenţiale postsinaptice neuroni corticali, care reflectă procesele metabolice care au loc în ei. Acești biocurenți sunt extrem de slabi (intensitatea curentului 10-15 μV), așa că pentru a le înregistra se folosesc amplificatoare. EEG reflectă activitatea articulară un numar mare neuronii, iar din imaginea sa se poate judeca activitatea diferitelor părți ale rețelei cerebrale situate sub electrozi. EEG este de o importanță deosebită pentru diagnosticul epilepsiei și leziunilor cerebrale organice focale. În epilepsie, sunt detectate valuri ascuțite, vârfuri, complexe de vârf-undă și alte manifestări ale activității convulsive. În unele cazuri, astfel de complexe sunt înregistrate la indivizi care nu au avut niciodată convulsii, dar riscul de apariție a acestora este destul de mare („epilepsie latentă”). Se înregistrează și cazuri când, în ciuda prezenței convulsiilor la pacienți, nu există activitate convulsivă asupra EEG. Detectarea acestuia este facilitată de hiperventilație, care se realizează prin inhalări și expirații profunde timp de 1-2 minute. Dacă pacienții iau anticonvulsivante, pregătirea convulsivă este suprimată. În cazul leziunilor organice ale creierului fără convulsii, EEG arată modificări difuze moderate ale activității bioelectrice a creierului.
Reoencefalografie. REG este folosit pentru a studia caracteristicile circulației cerebrale, patologia acesteia și servește la măsurarea rezistenței dintre electrozi, care sunt special localizați pe suprafața craniului. Se crede că această rezistență se datorează în primul rând hemodinamicii intracraniene. Măsurarea este efectuată slab curent alternativ(1 până la 10 mA) frecvență înaltă. Prin natura curbei REG - rata de creștere a undei de puls, prezența și poziția unei unde dicrotice, asimetria interemisferică și forma REG în diferite derivații - se poate judeca indirect aportul de sânge în diferite zone ale creierul și starea de tonus vascular. În unele cazuri, REG vă permite să diagnosticați consecințele unei leziuni craniocerebrale închise sau ale unui accident vascular cerebral hemoragic. Diagnosticarea este ajutată de programe de calculator dezvoltate pentru analiza automată multicanal a REG și obținerea de date într-o formă grafică vizuală.
Magnetoencefalografie. MEG este o metodă fără contact pentru studierea funcției creierului prin înregistrarea câmpurilor magnetice ultra-slabe care apar ca urmare a curenților electrici care circulă în creier. Caracteristică camp magnetic este că craniul și meningele nu au practic niciun efect asupra dimensiunii sale, sunt „transparente” la liniile câmpului magnetic. Acest lucru face posibilă înregistrarea activității nu numai a structurilor corticale localizate superficial (ca în cazul EEG), ci și a părților profunde ale țesutului cerebral cu un raport semnal-zgomot destul de ridicat. Pentru prima dată, a fost dezvoltat un aparat matematic pentru MEG și au fost create instrumente software pentru a determina localizarea unei surse dipol în volumul creierului, care au fost apoi modificate pentru analiza EEG. Prin urmare, MEG este destul de eficient pentru determinarea cu precizie a localizării intracerebrale a focarelor epileptice, mai ales că acum au fost create instalații MEG multicanal. MEG completează semnificativ datele EEG.
Metoda potențialului evocat. EP sunt modificări pe termen scurt ale activității electrice a creierului care apar ca răspuns la stimularea senzorială. Amplitudinea EP-urilor individuale este atât de mică încât practic nu sunt vizibile pe EEG de fundal. Pentru determinarea și identificarea acestora se folosește metoda medierii stimulilor folosind calculatoare de laborator specializate. În funcție de modalitatea stimulilor senzoriali, EP vizuale (VEP) se disting pentru un fulger de lumină, EP auditive (VEP) și EP de trunchi cerebral (StEP) pentru un clic audio, precum și EP somatosenzoriale (SSEP) pentru stimularea electrică a pielea sau nervii membrelor. EP medie este un complex polifazic, ale cărui componente individuale au anumite rapoarte de amplitudine și valori de latență de vârf. Există unde negative direcționate în sus (N1, N2) și unde pozitive direcționate în jos (P1, P2, РЗ). Pentru majoritatea PE este cunoscută localizarea intracerebrală a generatorilor fiecărei componente, cu cele mai scurte latențe (până la 50 ms) complexe generate la nivelul receptorilor și nucleilor trunchiului cerebral și latență medie (50-150 ms) și latență lungă ( mai mult de 200 ms) complexe la nivelul proiecţiilor corticale ale analizorului. În practica psihiatrică, VEP și SEP sunt mai des utilizate, precum și așa-numitele EP legate de evenimente (ERP), care sunt numite cognitive (mai mult de 250 ms).
Neurofiziologia este o ramură a fiziologiei care studiază funcțiile sistem nervosși neuronii care sunt principalii ei unități structurale. Este strâns legat de psihologie, etologie, neuroanatomie, precum și de multe alte științe care studiază creierul. Cu toate acestea, aceasta este o definiție generală. Merită să-l extindeți și să acordați atenție altor aspecte legate de această temă. Și sunt mulți dintre ei.
Puțină istorie
În secolul al XVII-lea au fost prezentate primele idei despre un astfel de domeniu științific (încă nu există) precum neurofiziologia. Dezvoltarea sa nu s-ar fi întâmplat dacă nu pentru acumularea de informații despre histologie și anatomie Experimentele în studiul unei noi ramuri medicale au început în secolul al XIX-lea - înainte de asta existau doar teorii. Dintre care primele au fost înaintate de R. Descartes.
Adevărat, inițial experimentele nu au fost deosebit de umane. În primul rând, oamenii de știință (C. Bell și F. Magendie) au reușit să afle că după tăierea rădăcinilor posterioare ale coloanei vertebrale, sensibilitatea dispare. Iar dacă faci același lucru cu cele din față, capacitatea de mișcare va dispărea.
Dar cel mai faimos experiment neurofiziologic (care, de altfel, este cunoscut de fiecare dintre noi) a fost condus de I. P. Pavlov. El a fost cel care a descoperit reflexele condiționate, care au dat acces la înregistrarea obiectivă a acelor procese nervoase care au loc în cortexul cerebral. Toate acestea sunt neurofiziologie. care s-a discutat acum, a fost determinat în cadrul experimentelor efectuate în cadrul acestei secțiuni medicale.
Cercetare modernă
Neurofiziologia, spre deosebire de neurologie, neurobiologie și toate celelalte științe cu care este conectată, are o singură diferență. Și constă în următoarele: această secțiune tratează direct dezvoltarea teoretică a neuroștiinței în ansamblu.
În zilele noastre, știința, ca și medicina, a ajuns foarte departe. Și în stadiul actual, toate funcțiile neurofiziologiei sunt construite pe studiul și înțelegerea activității integratoare a sistemului nostru nervos. Ce se întâmplă cu ajutorul electrozilor implantați și de suprafață, precum și cu stimulii de temperatură ai sistemului nervos central.
În același timp, dezvoltarea studiului mecanismelor celulare continuă - implică și utilizarea tehnologiei moderne de microelectrozi. Acesta este un proces destul de complex și minuțios, deoarece pentru a începe studiul, este necesar să se „implanteze” un microelectrod în interiorul neuronului. Doar așa vor primi informații cu privire la dezvoltarea proceselor de inhibiție și excitație.
Microscopia electronică
Este folosit și de oamenii de știință astăzi. face posibilă studierea exactă a modului în care informațiile sunt codificate și transmise în creierul nostru. Bazele neurofiziologiei au fost studiate, iar datorită tehnologii moderne Există deja centre întregi în care oamenii de știință modelează rețele nervoase și neuroni individuali. În consecință, astăzi neurofiziologia este și o știință legată de cibernetică, chimie și bionică. Și progresul este evident - astăzi diagnosticul și tratamentul ulterior al epilepsiei, sclerozei multiple, accidentului vascular cerebral și tulburărilor SIstemul musculoscheletal sunt realitate.
Experimente clinice
Neurofiziologia creierului uman (atât creierul, cât și măduva spinării) examinează funcțiile sale specifice folosind metode de măsurare electrofiziologică. Procesul este experimental – doar datorită influențelor externe se poate realiza apariția potențialelor evocate. Acestea sunt semnale bioelectrice.
Această metodă face posibilă obținerea de informații despre starea funcțională a creierului și activitatea părților sale profunde și nici măcar nu este nevoie să le pătrunzi. Astăzi, această metodă este utilizată pe scară largă în neurofiziologia clinică. Scopul este de a obține informații cu privire la starea diverselor sistemelor senzoriale precum atingerea, auzul, vederea. În acest caz, sunt examinați atât nervii periferici, cât și cei centrali.
Beneficiile acestei metode sunt evidente. Medicii primesc informații obiective direct de la organism. Nu este nevoie să intervievezi pacientul. Acest lucru este deosebit de bun în cazul copiilor mici sau al persoanelor cu tulburări de conștiință care, din cauza vârstei sau stării lor, nu pot exprima sentimentele în cuvinte.
Interventie chirurgicala
Este demn de remarcat faptul că Acest subiect. Există așa ceva ca neurofiziologia chirurgicală. Aceasta este, cu alte cuvinte, sfera „aplicată”. Este practicat de chirurgi neurofiziologici care direct in timpul operatiei observa cum functioneaza sistemul nervos al pacientului lor. Acest proces este cel mai adesea însoțit de un studiu electrofiziologic al anumitor zone ale sistemului nervos central al pacientului operat. Acest lucru, apropo, are de-a face cu o disciplină clinică largă numită neuromonitorizare.
Metoda potențialului evocat
Merită să povestești despre asta mai detaliat. Neurofiziologia este o disciplină care ne permite să aflăm o mulțime de informații importante care pot contribui la tratamentul pacientului. Iar metoda potențialului evocat se aplică funcțiilor vizuale, acustice, auditive, somatosenzoriale și transcraniene.
Esența sa este următoarea: medicul izolează și face media celor mai slabe potențiale ale activității cerebrale bioelectrice, care este un răspuns la stimuli aferenți. Tehnica este fiabilă deoarece implică utilizarea unui singur algoritm de interpretare.
Datorită unor astfel de studii, este posibilă identificarea tulburărilor neurologice la pacient. în diferite grade, precum și tulburări care au afectat cortexul senzoriomotor al creierului, căile retiniene, funcția auzului etc. Mai mult, capacitatea de a calcula efectul anesteziei asupra corpului uman a devenit reală. Acum, folosind această metodă, este posibil să se evalueze coma, să prezică dezvoltarea acesteia și să se calculeze probabilitatea
Specializare
Neurofiziologii nu sunt doar medici, ci și analiști. Prin diferite studii, un specialist poate determina cât de grav este afectat sistemul nervos central. Acest lucru face posibilă stabilirea unui diagnostic precis și prescrierea unui tratament competent și corect.
Luați, de exemplu, o durere de cap obișnuită - poate fi o consecință a spasmelor vasculare și a presiunii intracraniene crescute. Dar adesea acesta este, de asemenea, un simptom al unei tumori în curs de dezvoltare sau chiar al unui sindrom convulsiv. Din fericire, în zilele noastre există mai multe metode prin care medicii află ce se întâmplă exact cu pacientul. Vă putem spune despre ele pentru ultima dată.
Tipuri de cercetare
Deci, primul este EEG, sau reoencefalografia, așa cum o numesc medicii. Epilepsia, tumorile, leziunile, bolile inflamatorii și vasculare ale creierului sunt diagnosticate folosind EEG. Indicațiile pentru reoencefalografie sunt convulsii, convulsii, vorbire și rătăcire în timpul somnului, precum și otrăvirea recentă. EEG este singurul test care poate fi efectuat chiar dacă pacientul este inconștient.
REG (electroencefalografia) ajută la identificarea cauzelor patologiilor vasculare ale creierului. Datorită acestui studiu, este posibil să se studieze fluxul sanguin cerebral. Studiul este realizat prin trecerea unui curent slab de înaltă frecvență prin țesutul cerebral. Recomandat pentru tensiune arterială ridicată sau scăzută și migrene. Procedura este nedureroasă și sigură.
ENMG este cel mai recent studiu popular. Aceasta este electroneuromiografia, prin care se examinează leziunile care afectează aparatul periferic neuromotor. Indicațiile sunt miostenia, miotonia, osteocondroza, precum și bolile degenerative, toxice și inflamatorii.
Subiect, conținut, semnificație a neurofiziologiei. Formarea și dezvoltarea științei.
Cuvântul fiziologie provine din cuvântul grecesc fussis - știința naturii. Inițial, a desemnat întregul set de științe despre lumea vegetală și animală. Pe măsură ce cunoștințele s-au acumulat, a apărut o disciplină științifică independentă care a studiat funcțiile unui organism viu, care a devenit cunoscut ca fiziologie.
fiziologie - este știința funcțiilor celulelor, țesuturilor, organelor, sistemelor de organe și întregului organism.
Fiziologie studiază procesele care au loc în organele și sistemele umane în relația lor cu mediu inconjurator, în diferite condiții ale corpului.
Problema de fiziologie constă în cunoaşterea proprietăţilor, formelor de manifestare şi mecanismelor de reglare a acestor proprietăţi în diverse stări ale organismului şi diferite condiţii de mediu.
Fiziologia copilului- o știință care studiază modificările funcțiilor corpului care apar în timpul dezvoltării sale.
Neurofiziologie studiază modelele de funcționare a sistemului nervos central, particularitățile funcționării structurilor sistemului nervos central și relația lor între ele.
Sarcina neurofiziologiei este de a înțelege mecanismele creierului și ale măduvei spinării.
Neurofiziologie strâns legată de Fiziologia VNB. S-a stabilit acum că substratul pentru implementarea reacțiilor reflexe complexe este cortexul cerebral și structurile subcorticale. VNB a fost identificată ca o activitate reflexă condiționată a părților superioare ale sistemului nervos central, asigurând o relație adecvată și cea mai perfectă a întregului organism cu lumea exterioară. VNB – este o colectie forme complexe activitate corticală emisfere cerebraleși formațiunile subcorticale cele mai apropiate de acesta, asigurând relația întregului organism cu mediul extern.
ÎN anul trecutîn știința lumii există tendința de a integra informațiile obținute în domenii conexe ale cunoașterii și de a crea un sistem de neuroștiințe pe această bază. Neurostiintele includ; neurofiziologie, fiziologia VND și psihofiziologie.
Psihologia este una dintre stiinte anticeîn sistemul modern de cunoaştere ştiinţifică. A apărut ca urmare a conștientizării omului despre sine. Însuși numele acestei științe - psihologie (psihic - suflet, logoc - învățătură) indică faptul că scopul ei principal este cunoașterea sufletului și manifestările sale - voință, percepție, atenție, memorie etc. Neurofiziologia, o ramură specială a fiziologiei care studiază activitatea sistemului nervos, a apărut mult mai târziu. Aproape până la a doua jumătate a secolului al XIX-lea secolul, neurofiziologia s-a dezvoltat ca o știință experimentală bazată pe studiul animalelor. Într-adevăr, manifestările „inferioare” (de bază) ale sistemului nervos sunt aceleași la animale și la oameni. Astfel de funcții ale sistemului nervos includ conducerea excitației de-a lungul unei fibre nervoase, tranziția excitației de la o celulă nervoasă la alta (de exemplu, nerv, mușchi, glandular), reflexe simple (de exemplu, flexia sau extensia unui membru). , percepția relativ simplă a luminii, sunetelor, tactile și alte iritante și multe altele. Doar in sfârşitul XIX-lea secole, oamenii de știință au început să studieze unele funcții complexe ale respirației, menținând o compoziție constantă a sângelui și a fluidului tisular în organism și altele. În toate aceste studii, oamenii de știință nu au găsit diferențe semnificative în funcționarea sistemului nervos, fie ca întreg, nici părților sale, la oameni și animale, chiar și la cele foarte primitive. De exemplu, în primele zile ale fiziologiei experimentale moderne, broasca era un subiect preferat. Numai odată cu descoperirea unor noi metode de cercetare (în primul rând manifestări electrice ale activității sistemului nervos) a apărut noua etapaîn studiul funcțiilor creierului, când a devenit posibil să se studieze aceste funcții fără a distruge creierul, fără a interfera cu funcționarea acestuia și, în același timp, a studia cele mai înalte manifestări ale activității sale - percepția semnalelor, funcțiile memoriei, conștiința și multe altele.
După cum s-a indicat deja, psihologia ca știință este mult mai veche decât fiziologia și timp de multe secole psihologii în cercetările lor au făcut fără cunoștințe de fiziologie. Desigur, acest lucru se datorează în primul rând faptului că cunoștințele pe care le avea fiziologia în urmă cu 50-100 de ani priveau doar procesele de funcționare a organelor corpului nostru (rinichi, inimă, stomac etc.), dar nu și creier. Ideile oamenilor de știință antici despre funcționarea creierului s-au limitat doar la observații externe: ei credeau că există trei ventricule în creier, iar medicii antici au „plasat” una dintre funcțiile mentale în fiecare dintre ei (Fig. 1).
Un moment de cotitură în înțelegerea funcțiilor creierului a venit în secolul al XVIII-lea, când au început să fie fabricate mecanisme de ceas foarte complexe. De exemplu, cutiile muzicale cântau muzică, păpușile dansau și cântau la instrumente muzicale. Toate acestea i-au condus pe oamenii de știință la ideea că creierul nostru este într-un fel foarte asemănător cu un astfel de mecanism. Abia în secolul al XIX-lea s-a stabilit în cele din urmă că funcțiile creierului sunt îndeplinite conform principiului reflex. Cu toate acestea, primele idei despre principiul reflex de acțiune al sistemului nervos uman au fost formulate încă din secolul al XVIII-lea de către filozoful și matematicianul Rene Descartes. El credea că nervii sunt tuburi goale prin care spiritele animalelor erau transmise de la creier, sediul sufletului, la mușchi. În fig. 2 arată că băiatul și-a ars piciorul, iar acest stimul a declanșat întregul lanț de reacții: în primul rând, „spiritul animal” este direcționat către creier, reflectat din acesta și de-a lungul nervilor (tuburilor) corespunzătoare este direcționat către mușchi, umflarea. lor. Aici puteți vedea cu ușurință o analogie simplă cu mașinile hidraulice, care pe vremea lui R. Descartes reprezentau apogeul realizării inginerești. Desenarea unei analogii între acțiunea mecanismelor artificiale și activitatea creierului este o tehnică preferată atunci când descriem funcțiile creierului. De exemplu, marele nostru compatriot I.P Pavlov a comparat funcția cortexului cerebral cu o centrală telefonică în care o tânără operatoră de telefonie conectează abonații între ei. În zilele noastre, creierul și activitățile sale sunt cel mai adesea comparate cu un computer puternic. Cu toate acestea, orice analogie este foarte condiționată. Nu există nicio îndoială că creierul realizează o cantitate imensă de calcule, dar principiul funcționării sale este diferit de principiile computerului. Dar să revenim la întrebarea: de ce un psiholog trebuie să cunoască fiziologia creierului?
Să ne amintim ideea de reflex, exprimată încă din secolul al XVIII-lea de R. Descartes. De fapt, nucleul acestei idei a fost recunoașterea faptului că reacțiile organismelor vii sunt cauzate de stimuli externi datorați activității creierului și nu „de voința lui Dumnezeu”. În Rusia, această idee a fost primită cu entuziasm de comunitatea științifică și literară. Punctul culminant a fost publicarea celebrei lucrări a lui Ivan Mikhailovici Sechenov „Reflexele creierului” (1863), care a lăsat o amprentă profundă asupra culturii mondiale. Dovadă o oferă faptul că în 1965, centenarul publicării acestei cărți, a avut loc la Moscova o conferință internațională sub patronajul UNESCO, la care au participat mulți dintre cei mai importanți neurofiziologi ai lumii. I.M. Sechenov a fost primul care a dovedit pe deplin și convingător că activitatea mentală umană ar trebui să devină obiect de studiu al fiziologilor.
I. P. Pavlov a dezvoltat această idee sub forma „doctrinei fiziologiei reflexelor condiționate”.
El este creditat cu crearea unei metode de cercetare experimentală la „cel mai înalt etaj” al cortexului creierului - emisferele cerebrale. Această metodă se numește „metoda reflex condiționată”. El a stabilit modelul fundamental de prezentare a unui animal (I.P. Pavlov a efectuat cercetări asupra câinilor, dar acest lucru este valabil și pentru oameni) a doi stimuli - mai întâi unul condiționat (de exemplu, sunetul unui sonerie), apoi unul necondiționat ( de exemplu, hrănirea unui câine cu bucăți de carne). După un anumit număr de combinații, acest lucru duce la faptul că atunci când se aplică doar sunetul unui buzzer (semnal condiționat), câinele dezvoltă o reacție alimentară (saliva este eliberată, câinele linge, scâncăie, privește spre castron), adică s-a format un reflex alimentar condiționat (Fig. 3). De fapt, această tehnică de antrenament este cunoscută de mult, dar I. P. Pavlov a făcut-o un instrument puternic cercetare științifică funcțiile creierului.
Studiile fiziologice combinate cu studiul anatomiei și morfologiei creierului au condus la o concluzie fără echivoc - creierul este instrumentul conștiinței, gândirii, percepției, memoriei și altor funcții mentale.
Principala dificultate a studiului este că funcțiile mentale sunt extrem de complexe. Psihologii studiază aceste funcții folosind propriile metode (de exemplu, folosind teste speciale, studiază stabilitatea emoțională a unei persoane, nivelul de dezvoltare mentală și alte proprietăți mentale). Caracteristicile psihicului sunt studiate de un psiholog fără „referire” la structurile creierului, adică psihologul este interesat de întrebări organizatii funcția mentală în sine, dar nu asta cum funcționează părți individuale ale creierului atunci când îndeplinesc această funcție. Numai relativ recent, acum câteva decenii, a făcut-o capabilități tehnice pentru cercetarea folosind metode fiziologice (înregistrarea activității bioelectrice a creierului, studiul distribuției fluxului sanguin etc., vezi mai jos pentru mai multe detalii) a unor caracteristici ale funcțiilor mentale - percepție, atenție, memorie, conștiință etc. Un set de noi abordări ale studiului creierului uman, domeniul intereselor științifice ale fiziologilor în domeniul psihologiei și a condus la apariția unei noi științe în zona de frontieră a acestor științe - psihofiziologia. Acest lucru a dus la întrepătrunderea a două domenii de cunoaștere - psihologie și fiziologie. Prin urmare, un fiziolog care studiază funcțiile creierului uman are nevoie de cunoștințe de psihologie și de aplicarea acestor cunoștințe în activitatea sa practică. Dar un psiholog nu se poate descurca fără să înregistreze și să studieze procesele obiective ale creierului folosind electroencefalograme, potențiale evocate, studii tomografice etc.
Metode de cercetare neurofiziologică. Activitatea electrică a creierului.
În fiziologie ele disting două metode principale: observație și experiment.
Metoda de observare constă în înregistrarea pasivă a progresului unui anumit proces sau fenomen.
Experiment– acesta este studiul oricărei funcții prin influență activă. Exista două tipuri de experimente; acută și cronică. În acutăÎn experiment, cercetătorul decupează structurile de interes pentru el (PR - cerebel). Un astfel de experiment implică moartea animalelor de experiment. Experiment cronic studiază funcțiile în strânsă legătură cu alte funcții ale corpului - animalul de experiment nu moare.
În practica clinică se folosesc
În fiziologie, VND a fost dezvoltat de Pavlov metoda reflexului conditionat. Folosind această metodă, el a studiat funcțiile cortexului cerebral, formațiunile subcorticale, fenomenele de concentrare și iradiere, precum și activitatea analitică și sintetică a creierului.
ÎN conditii moderne Pentru studiul proceselor fiziologice se folosesc metode electrofiziologice care permit înregistrarea biopotenţialelor (electrocardiografie, electroencefalografie, electromiografie). Cu ajutorul tomografiei computerizate, este posibil să se stabilească modificări morfofuncționale ale creierului fără a recurge la intervenții chirurgicale.
Metode de studiu a creierului.
1) metode morfologice - studiul structurii fine creier (detecția celor mai fine elemente ale celulelor nervoase) folosind microscopia luminoasă și electronică, radiochimie.
2) metode biochimice – studiul proceselor metabolice din creierul unei persoane sănătoase și bolnave, precum și în diferite stări funcționale, forme de activitate etc. Vor fi evidențiate mai multe domenii ale neurochimiei - chimia peptidelor, mediatorilor, modulatorilor, aminoacizilor etc.
3) metode fiziologice – metode experimentale care vizează studierea funcțiilor diferitelor părți ale creierului.
· Metoda de distrugere a creierului. Inițial a fost folosit pentru a simula situații în care se găsesc persoanele cu leziuni cerebrale locale. În practica clinică utilizare metoda de distrugere a structurilor sistemului nervos centralîn scopuri de tratament (de exemplu, tratamentul dependenței de droguri). Studiul și distrugerea structurilor creierului în scopuri terapeutice a găsit aplicație în clinica academicianului Bekhtereva pentru tratamentul diferitelor forme de boli ale sistemului nervos central.
· Metoda de stimulare electrică a creierului– a fost introdus în fiziologia experimentală de la mijlocul secolului al XIX-lea. ÎN stiinta moderna Se folosește o tehnică stereotactică, care permite inserarea electrodului în orice zonă foarte locală a creierului. Această tehnică este, de asemenea, utilizată pentru a trata o serie de boli neurologice și mentale.
· Metoda de chimiostimulare, termo- și distrugerea chimică, distrugerea cu ultrasunete - vă permite să obțineți o localitate și mai mare.
· Metodă de înregistrare a proceselor electrice ale creierului- folosit încă din a doua jumătate a secolului XX. Metoda electroencefalografiei este o metodă de înregistrare a activității electrice a creierului, în principal a neuronilor corticali. O curbă care reprezintă activitatea electrică se numește electroencefalograma. Pentru înregistrare se folosește un electroecefalograf. În general, EEG ne permite să determinăm natura stării creierului (PR - epilepsie).
· Metoda de studiu a fluxului sanguin cerebral - metodă reencefalografie(REG). Înregistrarea REG se realizează folosind un reograf conectat la un electroencefalograf. REG este o curbă alcătuită din trasee ascendente și descendente. Are vârfuri și dinți la coborârea curbei. REG este o metodă inofensivă pentru diagnosticarea tulburărilor cerebrale. Se studiază fluxul sanguin cerebral în arterele carotide și vertebrale.
· Metode tomografice(tomografia computerizată a capului). Esența studiilor tomografice este obținerea artificială a unei felii de creier. Pentru a construi o felie, utilizați fie transiluminarea creierului folosind raze X, sau radiații din creier emanate de la izotopi introduși anterior în creier. Această metodă este utilizată pe scară largă pentru diagnosticarea bolilor sistemului nervos central (pot fi identificate localizarea tumorilor, hemoragiilor etc.).
Activitatea electrică a creierului.
Fluctuațiile potențialelor electrice ale cortexului au fost înregistrate pentru prima dată de V.V. Pravdich-Nilinsky în 1913. Fluctuațiile potențialelor corticale sunt înregistrate cu ajutorul unui electroencefalograf. EEG distinge între undele de frecvențe și amplitudini diferite. După frecvenţa oscilaţiilor în 1 s. Există ritmul alfa, ritmul beta, ritmul theta, ritmul delta.
Caracteristicile bioritmurilor cerebrale:
Valoarea diagnostică a electroencefalogramei: la o persoană sănătoasă, undele alfa și beta trebuie înregistrate în stare de veghe; în caz contrar, este un semn de patologie la nivelul creierului (hemoragii, tumori).
Procesele fiziologice, de regulă, sunt ascunse de observația externă, deci ele perioadă lungă de timp a rămas în afara sferei de interes a psihologilor, care s-au angajat în principal în studiul manifestărilor comportamentului uman accesibil observației directe. Cu toate acestea, multe modele de activitate mentală ar fi pur speculative dacă psihologii nu ar fi interesați de procesele neurofiziologice care stau la baza realității pe care o studiază.
Pe de altă parte, în neurofiziologie a existat o nevoie constantă de a descrie organizarea proceselor fiziologice în termeni definiți în concepte și teorii psihologice. A existat și există o îmbogățire reciprocă a celor două științe umane, atât dezvoltări teoretice, cât și metode experimentale. Ce oferă studiul indicatorilor fiziologici ai sistemului nervos? În primul rând, măsurile fiziologice devin elemente de încredere utilizate în descrierea comportamentului studiat. În al doilea rând. Permite experimentatorilor să includă în sfera cercetării lor manifestări ale activității corpului care sunt ascunse de observația directă și stau la baza comportamentului.
În psihofiziologie, principalele metode de înregistrare a proceselor fiziologice sunt metodele electrofiziologice. Componenta electrică ocupă un loc special în activitatea fiziologică a celulelor, țesuturilor și organelor. Potențialele electrice reflectă consecințele fizice și chimice ale metabolismului care însoțesc toate procesele de viață de bază și, prin urmare, sunt indicatori extrem de fiabili, universali și precisi ai cursului oricăror procese fiziologice.
Fiabilitatea indicatoarelor electrice comparativ cu altele, conform A.B. Kogan este deosebit de demonstrativ „când se dovedesc a fi singurul mijloc de detectare a activității”. Uniformitatea potențialelor de acțiune într-o celulă nervoasă, o fibră nervoasă și o celulă musculară, atât la om, cât și la animale, indică universalitatea acestor indicatori. Precizia indicatoarelor electrice, de ex. corespondența lor temporală și dinamică cu procesele fiziologice se bazează pe mecanisme fizico-chimice rapide de generare a potențialului. Fiind o componentă integrantă a proceselor fiziologice din structura nervoasă sau musculară.
La avantajele enumerate ale indicatorilor electrici ai activității fiziologice, ar trebui adăugată comoditatea tehnică incontestabilă a înregistrării lor: pe lângă electrozii speciali, este suficient un amplificator de biopotențial universal pentru aceasta. Și, ceea ce este important pentru psihofiziologie, majoritatea acestor indicatori pot fi înregistrați fără a răni obiectul în vreun fel sau a interfera cu procesele studiate. Cele mai utilizate metode includ înregistrarea activității de impuls a celulelor nervoase, înregistrarea activității electrice a pielii, electroencefalografia, electrooculografia, electromiografia și electrocardiografia. Recent, în psihofiziologie a fost introdusă o nouă metodă de înregistrare a activității electrice a creierului - magnetoencefalografia și metoda izotopilor.
Studiul activității celulelor nervoase, sau a neuronilor, ca unități morfologice și funcționale integrale ale sistemului nervos, rămâne, desigur, o direcție de bază în psihofiziologie. Unul dintre indicatorii activității neuronilor este potențialele de acțiune - impulsuri electrice cu o durată de câțiva ms și o amplitudine de până la câțiva mV. Capacitățile tehnice moderne fac posibilă înregistrarea activității de impuls la animalele în comportament liber și, astfel, compararea acestei activități cu diverși indicatori comportamentali. În cazuri rare, în timpul operațiilor neurochirurgicale, cercetătorii sunt capabili să înregistreze activitatea de impuls a neuronilor la om.
Deoarece neuronii sunt de dimensiuni mici (câteva zeci de microni), activitatea lor este înregistrată folosind microelectrozi speciali de plumb plasați în apropierea lor. Microelectrozii sunt disponibili în metal și sticlă. Electrodul este fixat într-un micromanipulator special montat pe craniul animalului și este conectat la un amplificator. Folosind un micromanipulator, electrodul este introdus pas cu pas printr-o gaură din craniu în creier. Lungimea pasului este de câțiva microni, ceea ce permite ca vârful de înregistrare al electrodului să fie adus foarte aproape de neuron fără a-l deteriora. Electrodul este adus la neuron fie manual, caz în care animalul trebuie să fie în repaus, fie automat orice stadiu al comportamentului animalului. Semnalul amplificat este trimis către monitor și înregistrat pe bandă magnetică sau în memoria computerului. Pe măsură ce vârful electrodului „se apropie” de neuron, experimentatorul vede pe monitor comportamentul impulsurilor, a căror amplitudine crește treptat odată cu avansarea atentă a electrodului. Când amplitudinea impulsurilor începe să depășească activitatea de fundal a creierului, electrodul nu mai este aplicat pentru a elimina posibilitatea de deteriorare a membranei neuronului.
Metode de examinare neurofiziologică.
Tratamentul durerilor de cap și al altor boli neurologice necesită, în primul rând, un diagnostic precis. Este imposibil să tratezi corect fără a pune un diagnostic corect. În etapa inițială a examinării, pentru a identifica cauzele durerilor de cap, amețelilor, tulburărilor de memorie, necoordonării mișcărilor și consecințele leziunilor cerebrale traumatice, se utilizează următoarele metode de cercetare diagnostică:
Electroencefalografia (EEG) este o metodă de înregistrare a fluctuațiilor potențialelor electrice ale creierului la adulți și copii, înregistrată cu ajutorul unor dispozitive speciale - electroencefalografe
Capacitatea de a evalua activitatea creierului, prezența activității patologice, inclusiv epileptiforme, monitorizarea efectului anticonvulsivantelor, studierea stărilor de leșin, gradul de maturitate fiziologică a ritmurilor corticale (adecvat vârstei) la copii.
Electroencefalografia - monitorizare (EEG) este o metodă de înregistrare pe termen lung (pe multe ore, zile) a EEG pe un card flash cu exportul suplimentar al informațiilor înregistrate într-un sistem computerizat pentru analiză și vizualizare. Metoda face posibilă analizarea dinamicii EEG în timpul vieții umane normale, sub influența stimulilor naturali care afectează o persoană în activitățile sale zilnice, care are mare importanță la examinarea copiilor, precum și sub influența diferitelor sarcini funcționale (fotostimulare, hiperventilație etc.) în orice condiții. Pentru a efectua monitorizarea EEG, pacientului se pun electrozi (19 scalp, 2 urechi), care sunt conectați la o cutie cu celule de referință, care la rândul său este conectată la unitatea pacientului, în care sunt 4 baterii și un card flash. pentru înregistrarea datelor sunt pre-inserate EEG. Monitorizarea EEG permite nu numai diagnosticul, ci și corectarea tratamentului, prognosticul bolii, precum și diagnosticul diferențial al numeroaselor forme de epilepsie, crize non-epileptice, evaluarea persistenței remisiunii și a posibilității de întrerupere a terapiei etc. EEG monitorizarea este utilizată și pentru tulburările de somn: profunzimea somnului evaluată, durata fazelor sale individuale.
Electroencefalografie cu privarea de somn (EEG cu privarea de somn) urmată de somn de scurtă durată (20-30 min)
Privarea de somn timp de 24-48 de ore înainte de efectuarea EEG pentru a identifica activitatea epileptică ascunsă în cazurile dificil de recunoscut de epilepsie. Privarea de somn este un declanșator destul de puternic pentru atacuri. În acest caz, pacientul nu doarme toată noaptea înainte de procedură, iar dimineața se efectuează un EEG standard, după care (dacă pacientul adoarme) se poate înregistra un EEG de somn timp de 20-30 de minute. Înregistrarea unui EEG în timpul somnului face posibilă detectarea activității epileptice la majoritatea pacienților la care nu a fost detectată în timpul zilei, chiar și sub influența testelor provocatoare obișnuite.
Reoencefalografia (REG) este o metodă care studiază fluctuațiile volumetrice ale aportului de sânge a vaselor creierului și gâtului, pe baza înregistrării grafice a modificărilor puls-sincrone ale rezistenței între electrozii aplicați pe scalp (folosind un reoencefalograf)
Face posibilă evaluarea tonusului și elasticității vaselor creierului și gâtului, vâscozitatea sângelui, viteza de propagare a undei de puls, viteza fluxului sanguin, evaluarea perioadelor latente, timpul de curs și severitatea reacțiilor vasculare regionale. .
Ecoencefalografia (EchoEG) este o metodă instrumentală de diagnostic bazată pe reflectarea ultrasunetelor de la granița formațiunilor intracraniene și a mediilor cu densități acustice diferite (tegument moale al capului, oasele craniului, meninge, medular, lichid cefalorahidian, sânge).
Cel mai important indicator în ecoencefalografie (EchoEG) este poziția structurilor liniei mediane ale creierului (M-echo) și evaluarea sindromului hidrocefalic-hipertensiv (presiunea intracraniană).
Electroneuromiografia este o metodă de diagnosticare care vă permite să măsurați viteza de transmitere a unui impuls nervos fibrele nervoase. Vă permite să stabiliți cu ușurință „locul” de deteriorare a structurilor nervoase, este utilizat în diagnosticarea diferitelor boli ale sistemului nervos periferic (mono- și polineuropatie din cauza intoxicației, diabet zaharat, leziuni ale membrelor cu afectare a nervilor periferici, etc.) Efectuăm electroneuromiografie a extremităților superioare și inferioare cu ajutorul unui electroneuromiograf. Întreaga procedură de miografie durează aproximativ o oră. Pacientul se întinde pe canapea și, folosind un emițător de curent pulsat, medicul de diagnosticare funcțională provoacă excitație nervoasă și contracție musculară.
Metodele de examinare neurofiziologică includ electroencefalografia (EEG), reoencefalografia (REG), magnetoencefalografia (MEG), potențialele evocate (EP).
Electroencefalografia. Aceasta este o metodă de studiere a caracteristicilor funcționării creierului folosind înregistrarea biocurenților, reprezentând suma algebrică a câmpurilor electrice extracelulare, potențialelor postsinaptice excitatorii și inhibitorii ale neuronilor corticali, care reflectă procesele metabolice care au loc în ei. Acești biocurenți sunt extrem de slabi (intensitatea curentului 10-15 µV), așa că se folosesc amplificatoare pentru a le înregistra. EEG reflectă activitatea comună a unui număr mare de neuroni, iar din imaginea sa se poate judeca activitatea diferitelor părți ale rețelei cerebrale situate sub electrozi. EEG este de o importanță deosebită pentru diagnosticul leziunilor cerebrale organice focale. În epilepsie, sunt detectate valuri ascuțite, vârfuri, complexe de vârf-undă și alte manifestări ale activității convulsive. În unele cazuri, astfel de complexe sunt înregistrate la indivizi care nu au avut niciodată crize convulsive, dar riscul apariției lor este destul de mare („ascuns”). Se înregistrează și cazuri când, în prezența convulsiilor la pacienți, nu există activitate convulsivă asupra EEG. Detectarea acestuia este facilitată de hiperventilație, care se realizează prin inhalări și expirații profunde timp de 1-2 minute. Dacă pacienții iau anticonvulsivante, pregătirea convulsivă este suprimată. În cazul leziunilor organice ale creierului fără convulsii, EEG arată modificări difuze moderate ale activității bioelectrice a creierului.
Reoencefalografie. Reg este folosit pentru a studia caracteristicile circulației cerebrale, patologia acesteia și servește la măsurarea rezistenței dintre electrozi, care sunt special localizați pe suprafața craniului. Se crede că această rezistență se datorează în primul rând hemodinamicii intracraniene. Măsurarea se efectuează cu un curent alternativ slab (de la 1 la 10 mA) de înaltă frecvență. Prin natura curbei reg - rata de creștere a undei pulsului, prezența și poziția undei dicrotice, asimetria interemisferică și forma regului în diferite derivații - se poate judeca indirect aportul de sânge în diferite zone ale creierul și starea de tonus vascular. În unele cazuri, reg face posibilă diagnosticarea consecințelor unei leziuni craniocerebrale închise sau ale unui accident vascular cerebral hemoragic. Diagnosticarea este ajutată de programele de calculator dezvoltate pentru analiza automată multicanal a regs și obținerea de date într-o formă grafică clară.
Magnetoencefalografie. MEG este o metodă fără contact pentru studierea funcției creierului cu înregistrarea câmpurilor magnetice ultra-slabe care apar ca urmare a fluxului de curenți electrici în creier. O caracteristică specială a câmpului magnetic este că craniul și meningele nu au practic niciun efect asupra mărimii sale, sunt „transparente” la liniile câmpului magnetic. Acest lucru face posibilă înregistrarea activității nu numai a structurilor corticale localizate superficial (ca în cazul EEG), ci și a părților profunde ale țesutului cerebral cu un raport semnal-zgomot destul de ridicat. Pentru prima dată, a fost dezvoltat un aparat matematic pentru EEG și au fost create instrumente software pentru determinarea localizării sursei dipolului în volumul creierului, care au fost apoi modificate pentru analiza EEG. Prin urmare, MEG este destul de eficient pentru determinarea cu precizie a localizării intracerebrale a focarelor epileptice, mai ales că acum au fost create instalații MEG multicanal. Meg completează semnificativ datele EEG.
Metoda potențialului evocat. VP sunt modificări pe termen scurt ale activității electrice a creierului care apar ca răspuns la stimularea senzorială. Amplitudinea EP-urilor individuale este atât de mică încât practic nu ies în evidență pe fundalul EEG. Pentru determinarea și identificarea acestora se folosește metoda medierii stimulilor folosind calculatoare de laborator specializate. În funcție de modalitatea stimulilor senzoriali, EP vizuale (VPP) se disting pentru un fulger de lumină, EP auditive (VEP) și EP ale trunchiului cerebral (STVP) pentru un clic audibil, precum și EP somatosenzoriale (SSEP) pentru stimularea electrică a pielea sau nervii membrelor. VP medie este un complex polifazic, ale cărui componente individuale au anumite rapoarte de amplitudine și valori de latență de vârf. Există unde negative direcționate în sus (n1, n2) și unde pozitive în jos (p1, р2, рз). Pentru majoritatea PE este cunoscută localizarea intracerebrală a generatorilor fiecărei componente, complexele cu cea mai scurtă latență (până la 50 ms) fiind generate la nivelul receptorilor și nucleilor trunchiului cerebral, iar latența medie (50-150 ms) și lungă. complexe de latență (mai mult de 200 ms) - la nivelul proiecțiilor corticale ale analizorului. În practica psihiatrică, VP și SEP sunt mai des utilizate, precum și așa-numitele VP legate de evenimente (ERP), care sunt numite cognitive (mai mult de 250 ms).
