Стимуляционная электромиография

Стимуляционная ЭМГ включает в себя различные методики исследования периферических нервов, вегетативной нервной системы и нервно-мышечной передачи:

· СРВ по моторным волокнам;

· СРВ по чувствительным волокнам;

· F-волну;

· Н -рефлекс;

· мигательный рефлекс;

· бульбокавернозный рефлекс;

· вызванный кожно-симпатический потенциал (ВКСП) ;

· декремент-тест.

Стимуляционные методы исследования про водящей функции моторных волокон, сенсорных волокон и ВКСП позволяют выявить патологию каждого из типов нервных волокон в нерве и определить локализацию поражения (дистальный тип поражения нервов характерен для полиневропатий, локальное нарушение проводящей функции - для туннельных синдромов и т.д.).

Варианты реакции периферического нерва на повреждение довольно ограничены.

Любой патологический фактор, вызывающий нарушение функции нерва, в конечном счёте приводит к повреждению аксонов, или миелиновой оболочки, либо обоих этих образований.

24. Рефлексы АНС. Методы оценки вегетотипа человека (рефлексы Данини-Ашнера, Ортнера, индекс Кердо).

Индекс Кердо позволяет оценить состояние вегетативного тонуса по параметрам, характеризующим состояние ССС системы — артериальному давлению (АД) и частоте сердечных сокращений (ЧСС).

Автономная нервная система (АНС) – это комплекс центральных и периферических клеточных структур, регулирующих функциональный уровень внутренней жизни организма.

Автономная нервная система реализует свои функции автоматически, без сознательного, произвольного контроля.

Глазо-сердечный рефлекс Данини-Ашнера. При надавливании на глазные яблоки происходит урежение сокращений сердца на 10–20 в минуту (влияние блуждающего нерва). Учащение и усиление сокращений сердца наблюдается при боли, мышечной работе, эмоциях.

Участие коры в регуляции сердца доказывает метод условных рефлексов. Если многократно сочетать условный раздражитель (звук) с надавливанием на глазные яблоки, что приводит к урежению сокращений сердца, то через некоторое время только условный раздражитель (звук) будет вызывать такую же реакцию — условный глазо-сердечный рефлекс Данини-Ашнера.
Рефлекс Ортнера

Пациенту в положении лежа предлагают запрокинуть голову вниз на краю стола. В норме при этом происходит урежение пульса на 5—10%. При преобладании n. vagus отмечается значительное урежение пульса — на 15—20%.

Сердечно-сосудистые вегетативные рефлексы.

Регуляция АД и ССС. Одним из них является рефлекс с барорецепторов. В стенках некоторых крупных артерий, включая внутренние сонные артерии и дугу аорты, локализуются рецепторы растяжения, называемые барорецепторами. При их растяжении под действием высокого давления сигналы передаются в ствол мозга, где они тормозят симпатические импульсы к сердцу и кровеносным сосудам и возбуждают парасимпатический путь; это позволяет артериальному давлению вернуться к нормальному значению.

Желудочно-кишечные вегетативные рефлексы.

Самая верхняя часть пищеварительного тракта и прямая кишка регулируются главным образом вегетативными рефлексами. Например, запах вкусной пищи или попадание ее в рот инициируют сигналы, посылаемые из области носа и рта к ядрам блуждающих и языкоглоточных нервов, а также к слюноотделительным ядрам ствола мозга. Они, в свою очередь, проводят сигналы через парасимпатические нервы к секреторным железам ротовой полости и желудка, вызывая секрецию пищеварительных соков иногда даже раньше, чем пища попадает в рот.

Другие вегетативные рефлексы. Опорожнение мочевого пузыря регулируется так же, как и опорожнение прямой кишки. Растяжение пузыря вызывает появление импульсов, идущих к крестцовому отделу спинного мозга, а это, в свою очередь, вызывает рефлекторное сокращение мочевого пузыря и расслабление сфинктеров мочевых путей, способствуя таким образом мочеиспусканию.

Половые рефлексы.

Также важны половые рефлексы, которые инициируются и психическими стимулами из головного мозга, и стимулами от половых органов. Импульсы из этих источников конвергируют на уровне крестцового отдела спинного мозга, что у мужчин ведет сначала к эрекции, являющейся главным образом парасимпатической функцией, а затем — к эякуляции, частично функции симпатической системы.

Другие функции вегетативного контроля включают регуляцию секреции поджелудочной железы, опорожнения желчного пузыря, выделения почкой мочи, потоотделения, концентрации глюкозы в крови.

25. Анализ вариационной структуры сердечного ритма как метод оценки функционального состояния АНС.
Вариабельность – это изменчивость различных параметров, в том числе и ритма сердца, в ответ на воздействие каких-либо факторов, внешних или внутренних.
Сердце в идеале способно реагировать на малейшие изменения в потребностях многочисленных органов и систем. Вариационный анализ ритма сердца дает возможность количественной и дифференцированной оценки степени напряженности или тонуса симпатического и парасимпатического отделов ВНС, их взаимодействия в различных функциональных состояниях, а также деятельности подсистем, управляющих работой различных органов.

26. Методы оценки умственной работоспособности.
Умственная работоспособность в основном зависит от:

напряженности функционирования сенсорных систем, воспринимающих информацию;

состояния внимания, памяти, мышления;

выраженности эмоций.
1)Оценка умственной работоспособности по Э.Крепелину
2)Количественная оценка умственной работоспособности
3) Исследование избирательности внимания
4) Исследование рефлексивности мышления Сонькин В.В., Зайцева В.В., Сонькин В.Д.

Диагностика умственной работоспособности Умственная работоспособность определяется состоянием физиологических и психических функций , а также характеризуется способностью индивида выполнять определенную деятельность с требуемым качеством в течение требуемого интервала времени.

Методика Э. Ландольта относиться к группе корректурных тестов и представляет собой невербальный тест достижений.

Суть задания состоит в дифференциации стимулов, близких по форме и содержанию, в течение длительного, точно определенного времени. Необходимо четко осознавать, что мы измеряем работоспособность нервного субстрата, лежащую в основе любой деятельности.

Особенности базовой работоспособности проявляются в нашем исследовании косвенно, через деятельность, суть которой состоит в восприятии и переработке информации в соответствии с определенными правилами.На какое волевое усилие способна нервная система человека, как долго она может работать, не уставая, от этого будут зависеть эффективность и стиль профессиональной деятельности и жизнедеятельности человека в целом.

Заключение: Обследуемый медленно перерабатывает поступающую информацию, медленно принимает решения, что может отрицательно отразиться в тот момент, когда нужно будет быстро среагировать на проблемную ситуацию.Медлительность в деятельности характерна для флегматического типа темперамента и аннанкастической акцентуации характера, при которой свойственна тщательность выполнения работы и как результат продуктивность выше среднего уровня, что можно пронаблюдать у обследуемого. Средний уровень выносливости говорит о том, что обследуемому лучше выполнять сосредоточенную и большую по объему работу в начале рабочего дня до наступления признаков утомления, а к его завершению лучше приступить к тем заданиям которые не требуют повышенной внимательности.

Наличие среднего уровня точности в сочетании с незначительной амплитудой колебаний продуктивности свидетельствует об относительно хорошей надежности работоспособности обследуемого. Свойственный, обследуемому, стиль работы с ориентацией на качественные показатели позволяет предположить наличие у него таких личностных и трудовых особенностей как добросовестность, ответственность, старательность, терпеливость и возможно склонность к пунктуальности.

Перед началом работы обследуемому следует учитывать постепенно нарастающие признаки утомления к концу работы и как следствие понижение точности для эффективности рабочей деятельности необходимо распределять дела и через небольшие промежутки времени устраивать перерывы, переключаясь с одного вида деятельности на другой.

Общий вывод: Данному испытуемому следует обратить внимание на состояние своего здоровья т. к. отсутствие систематического выполнения физических упражнений может привести не только к заболеваниям сердечно- сосудистой системы, но и как следствие понижающегося с возрастом уровня выносливости постоянного утомления и хронической усталости.

27. Методы оценки физической работоспособности.
Существует группа методов, которая позволяет интегрально оценить физическую работоспособность — максимальную производительность. Она зависит от:

развития мышечной массы;

возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем;

уровня транспорта кислорода и углекислого газа.
К этим методам относят:

— двухступенчатая проба Мастера или степ-тест;

— велоэргометрия (нарастающие нагрузки или ступенчатые);

— пробы на приседание (проба Летунова).
Антропометрическая проба ( измерение роста, массы, окружности головы, жизненной емкости легких, пульса, давления )

Метод 1: Изменение максимального потребления кислорода (МПК)

Метод 2: Тест физической работоспособности PWC170

Метод 3: Гарвардский степ тест

Метод 4: Тест "20 приседаний за 30 секунд"

Метод 5: Дыхательные пробы

Метод 6: Определение биологического возраста человека

Раздел 2. Методы повышения физической работоспособности

Раздел 3: Средства физической культуры, обеспечивающие повышение физической работоспособности

28. Томографические методы исследования мозга.
Томография - получение послойного изображения внутренней структуры объекта.
Компьютерная томография (КТ): - новейший метод, дающий точные и детальные изображения малейших изменений плотности мозгового вещества. Магни́тно-резона́нсная томогра́фия - способ получения томографических медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с использованием явления ядерного магнитного резонанса.

Все более широко в настоящее время как в науке, так и в клинике применяются томографические методы исследования головного мозга человека. Они позволяют увидеть строение и особенности работы головного мозга человека, не повреждая его. Один из таких методов - метод магнитно-резонансной томографии. Головной мозг облучают электромагнитным полем, применяя для этого специальный магнит. Под действием магнитного поля диполи жидкостей мозга (например, молекулы воды) принимают его направление. После снятия внешнего магнитного поля диполи возвращаются в исходное состояние, при этом возникает магнитный сигнал, который улавливается специальными датчиками. Затем это эхо обрабатывается с помощью мощного компьютера и методами компьютерной графики отображается на экране монитора. Благодаря тому, что внешнее магнитное поле, создаваемое внешним магнитом, можно сделать плоским, таким полем как своеобразным «хирургическим ножом» можно «резать» головной мозг на отдельные слои. На экране монитора ученые наблюдают серию последовательных «срезов» головного мозга, не нанося ему никакого вреда. Этот метод позволяет исследовать, например, злокачественные образования головного мозга.

Еще более высоким разрешением обладает метод позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Исследование основано на введении в мозговой кровоток позитрон-излучающего короткоживущего изотопа. Данные о распределении радиоактивности в мозге собираются компьютером в течение 15-30 мин сканирования и затем реконструируются в трехмерный образ. Во время регистрации исследуемого просят заняться определенной интеллектуальной деятельностью, например почитать (про себя или вслух), послушать музыку или решить математическую задачу. Метод позволяет наблюдать в головном мозге очаги возбуждения, например, при продумывании отдельных слов, при их проговаривании вслух, что свидетельствует о его высоких разрешающих возможностях. Вместе с тем многие физиологические процессы в головном мозге человека протекают значительно быстрее тех возможностей, которыми обладает томографический метод. В исследованиях ученых немаловажное значение имеет также финансовый фактор, т. е. стоимость исследования. К сожалению, томографические методы очень дороги.

Виды томографии: Компьютерная томография (КТ) Ядерно-магнитно-резонансная томография мозга. Позитронная эмиссионная томография функционально магнитно резонансная томография мозга

Компьютерная томография (КТ)— новейший метод, дающий точные и детальные изображения малейших изменений плотности мозгового вещества. КТ соединила в себе последние достижения рентгеновской и вычислительной техники, отличаясь принципиальной новизной технических решений и математического обеспечения. В отличие от рентгена, где виден только один вид части тела, КТ позволяет увидеть поперечный срез.

29. Методы прижизненной оценки включения областей мозга в процессы обработки информации.
Процесс обработки информации включает пять этапов: контакт, внимание, понимание, принятие, запоминание.
Диагностика внимания: Тест Риссу, Переключаемость внимания (Ф. Горбов), Таблицы Шульте.
Диагностика памяти: 1) слуховая память - методика 10 слов, автор Лурия; 2) зрительная память - Задание заключается в

том, что обследуемому демонстрируется в течении

20 секунд таблица с 12 двузначными числами, которые нужно запомнить и после того, как таблица убрана, записать на бланке.

Методика "Пиктограмма" предназначена для изучения особенностей памяти и мышления. Этот тест предназначен для изучения

зрительной памяти. На листке бумаги можно рисовать

слова, которые называет человек, проводящий тест. Цифры и буквы рисовать нельзя.

В попытках исследовать связи между структурой и функцией неврологи и нейропсихологи достигли в свое время значительных успехов при посмертном изучении мозга. Именно таким образом были идентифицированы корковые центры речи Брока (Broca). Несмотря на успехи, такой подход имел существенные ограничения. Ведь не всегда можно сделать вывод, что потеря функции происходит именно из-заповреждения этой области мозга. Так, дефицит также может возникнутьиз-запоражения ассоциативных связей между областями мозга. Кроме того, неповрежденные участки мозга способны в определенной степени перенять утраченные функции – в этом и заключается пластичность. Наконец, крайне редко патологические процессы повреждают всего одну функциональную область мозга, и часто промежуток времени между изучением неврологического статуса пациента и мозговой структуры может занять несколько десятков лет.

Техники прижизненного изучения структуры мозга стали развиваться около 30 лет назад. Возможность функциональной визуализации привлекла особенное внимание неврологов. Ведь стало возможным буквально заглянуть внутрь черепа, увидеть, как человеческий мозг работает, думает, учится и даже видит сны.

Как это работает

Электрофизиологические техники для мониторинга нейрональной активности основаны на изменениях мембранного потенциала активированных нейронов. Мозг-сканнирующаятехника основана на энергетических изменениях, возникающих при работе нейронов.

Электрохимические градиенты, переносящие и выносящие заряженные ионы из нейронов (что лежит в основе синаптических потенциалов и потенциалов действия) требуют энергетических затрат, основным источником которых является окисление глюкозы. Кислород и глюкоза доставляются в мозг посредством кровотока. Особенностью церебральной гемодинамики является быстрое увеличение кровотока в активных участках. Современные аппараты измеряют изменения кровотока и используют их в качестве индекса нейрональной активности.

Среди функциональных методов исследования первой была открыта позитрон-эмиссионнаятомография (ПЭТ). Эта техника основана на введении радиоактивных меток, специфически соединяющихся с объектом исследования. Кольцевые детекторные установки вокруг головы фиксируют появление, локализацию и постепенное угасание активности изотопов. ПЭТ может быть использована для картирования церебрального кровотока. Эти измерения позволяют четко локализовать функциональные когнитивные, сенсорные и моторные центры мозга. Существуют и недостатки метода, среди которых основным считается применение радиоактивных меток. Это значит, что применение ПЭТ ограничено у детей и женщин детородного возраста, а также ограничена кратность сканирования.

Другая техника, основанная на ядерно-магнитнойрезонансной (ЯМР) томографии, является неинвазивной и не требует применения радиоактивных субстанций.

Поэтому для ЯМР томографии нет возрастных ограничений, получаются довольно качественные изображения мозга, а новая техника на основе диффузного тензорного изображения (ДТИ) позволяет верифицировать также ассоциативные тяжи белого вещества, соединяющие различные участки мозга.

Но наиболее впечатляющим является получение функциональных изображений мозга (фЯМР). Техника исследования основана на разнице в магнетических свойствах оксигемоглобина и деоксигенированного гемоглобина в крови (и сигнал в фЯМР является зависящим от уровня оксигенации кислорода, BloodOxygenation- Level-Dependent signal – BOLD). Как только увеличивается активность нейронов и начинается ионный поток в энергетических помпах, увеличиваюся и траты кислорода и потребности в энергии. Это приводит к увеличению количества деоксигенированного гемоглобина и снижению сигнала, тогда как повышенное потребление кислорода следует всего через секунду за увеличением локальной перфузии. С увеличением кровотока возникает увеличение потрребления кислорода, таким образом, возникает относительное увеличение количества оксигемоглобина и увеличение сигнала. Точный механизм увеличения церебралной перфузии еще окончательно не выявлен, однако предполагается что здесь также вовлечены нейротрансмиттеры.

Применение на практике

Возможно, вы имеете способности в вычитании чисел. А пытались ли вычитать мозги? Поэтому и мальчик на рисунке внизу так сконфужен. Вычитание мозговых изображений на 2-3плоскостях предоставляет возможности для анаализа. Большинство фЯМР также измеряют BOLD сигналы. При сканировании производится мониторинг поведенческих реакций на различные стимулы. Например, можно подавать зрительные изображения на экран или слуховые стимулы через наушники. И таким образом становится возможным изучение феноменов восприятия, обучения, запоминания, мышления или планирования.

Часто ставятся две похожие задачи, решение которых требует последовательного разрешения каждой. Идея заключается в том, что первая должна включать заинтересованную область мозга, а вторая – нет. Полученные избражения мозга отнимаются друг от друга для получения пикселированного 2D изображения всех изменений, возникших при решении первой задачи. После этого два изображения соединяются друг с другом на компьютере для получения изображения уже в 3 плоскостях (см рисунок на предыдущей странице). Последния достижения техники позволяют измерять и фиксировать даже короткие мысли или же мозговые события (продолжительностью всего в несколько секунд). Сейчас это носит название события-зависимаяфЯМР томография. Надежные методды анализа информации позволяют верифицировать изменения интенсивности сигнала во время проведения эксперимента, так что эти тесты статистически достоверны. Сейчас широко используется пакет обработки получаемых изображений под названием статистическоепозволило выяснить, что понимание цвета (слева) происходит в V4, когда понимание движения (движущиеся точки справа) активирует V5.

параметрическое картирование (СПК). СПК карты часто даются в цвете, где желтым окрашены самые активные участки активности, а синим или черным

– наиболее пассивные участки.

Специалисты указывают на ‘включение’ определенных участков при выполнении задачи. Если испытуемый смотрит постоянно изменяющийся паттерн, у него активируется первичная зрительная кора. Применение движущихся окрашенных паттернов позволило выяснить строение человеческой зрительной системы. Похожие исследования были проведены для других чувствительных систем. Эта локализационная техника позволила идентифицировать участки мозга, вовлеченные в процесс чтения – трансформация зрительного изображения в фонологический код, группирование букв в слова, понимание смысла слов, и тд. Обучающие задачи, включая выявления участков мозга, вовлеченных в рецепцию и ожидание боли, также были исследованы.

Однако, с проведением исследований возникли и сюрпризы. Так, возникла неожиданная неспособность

Активация области V5 указывает на восприятие движения. Информационные связи этой области включают участок V2 коры и пулвинар (Pul) в глубине мозга. Задне-теменнаякора (posterior parietal cortex (PPC) контолирует поток информации. Совместная работа обеспечивает эффективное управление.

увидеть активацию медиальной теменной извилины при рутинных тестах на долгосрочную память. Однако, новые парадигмы, включая виртуальную реальность, доказали активность именно этой области мозга при обрабоке памяти наряду с префронтальной корой и прекунеус. После рассмотрения полученных данных с новыми нейропсихологическими тестами наше понимание системы памяти мозга было пересмотрено. Новые математические техники позволили выяснить, как нейрональная активность в различных участках мозга коррелирует дла выполнения поставленных комплексных задач - так называемые эффективные связи. Именно эти исследования позволяют понять комплексную работу различных участков мозга в составе ”одной команды”.

Существует надежда, что новые технологии, с мощными магнитами и более качественным изображением, позволят нам выявить динамические связи нейронов и нейрональных сетей во время выполнения совместных действий, мысли и восприятия.

Передовая наука

Нейрональные сети и искусственный мозг

Настоящий мозг похож на плотное желе. Нейроны, сосуды, заполненные ликвором желудочки, состоят из липидныйх мембран, белков и огромного количества воды. Вы можете щелкнуть по мозгу пальцем, разрезать его на микротоме, внедрить электроды, исследовать кровоток. Кажется, что изучение мозга твердо закреплено за биологией и медициной, однако, другая точка зрения привлекла пристальное внимание математиков, физиков, инженеров и программистов. Они при своем описании и изучении мозга пишут формулы, создают комьпютерные программы и даже устройства, имитирующие работу настоящих нейронов в мозге.

Настящий мозг имеет высокие адаптационные способности. Он может понять незнакомую речь и позволить принимать неправильные решения. Функции мозга сохраняются на всю жизнь, несмотря на неизбежную гибель клеток, и даже при старении мозг все еще способен к изучении новых ”трюков”. Современные роботы способны отлично выполнять ограниченную работу, для которой они были созданы – например, сборке части автомашины, и конечно, не могут позволить себе ошибаться.

Настоящий мозг состоит из многочисленных нейрональных сетей. И конечно же, для работы нейронам нужна энергия, а сетям – пространство. В состав нашего мозга входят приблизительно 100 миллиардов нервных клеток, 3.2 миллиона километров “проводов”, миллион-миллиардовсинапсов, и все это помещено в объеме 1.5 литров, весит около 1.5 кг и потребляет 10Вт энергии. Силиконовый аналог мозга для работы в аналогичном режиме потребовал бы 10 мегаваттов

– столько составляет потреблени электричества одного города. И конечно же, при этом выделялось бы столько тепла, что силиконовый мозг раславился бы! Так что нам еще предстоить выяснить, как же мозг так эффективно и экономично работает, и на основании тех же принципов создавать искусственный интеллект.