Метод регистрации вегетативных показателей

Наряду с методиками, позволяю­щими непосредственно изучать актив­ность мозговых структур в процессе психической деятельности и поведен­ческих реакций, в психофизиологи­ческих исследованиях используются методы непрямой регистрации неспе­цифических изменений функцио­нального состояния ЦНС. К их числу относятся показатели вегетативных реакций, таких, как электрокож­ный потенциал и параметры функ­ционирования сердечно-сосудистой системы.

Кожно-гальваническая реакция (КГР).Электрическая активность кожи связана главным образом с активностью потовых желез, изме­няющих ее сопротивление и находя­щихся под контролем вегетативной нервной системы. Изменение актив­ности неспецифической системы мозга, морфологическим субстратом которой является ретикулярная формация, вызывает существенные изменения электрокожного потен­циала. КГР чрезвычайно чувстви­тельна к эмоциональному реагирова-

нию, состоянии тревоги, напряжен­ности и часто используется для характеристики функционального состояния человека.

Показатели функционирования сердечно-сосудистой системы.Лю­бые изменения функциональной активности структур мозга требуют адекватного метаболического обес­печения и прежде всего усиленного снабжения кислородом, что дости­гается интенсификацией кровоснаб­жения. Это определяет исполь­зование различных показателей деятельности сердечно-сосудистой системы.

Признаками, отражающими на­пряженную работу сердца и уси­ление выброса крови, являются из­менение минутного объема крови (количество крови, проталкиваемой через сердце за 1 мин) и частота сер­дечных сокращений (ЧСС). ЧСС, которая может быть зафиксирована как простым наблюдением за пуль­сом, так и при регистрации элек­трокардиограммы, наиболее часто используется как показатель изме­нения функционального состояния ЦНС. Широко используется введен­ный Р.М. Баевским расчетный пока­затель - индекс напряжения (ИН), учитывающий как ЧСС, так и ее ста­бильность. ИН прямо пропорциона­лен ЧСС и обратно пропорционален вариации интервалов между двумя

Проверь себя

1. Назовите основные методы изучения

активности мозга на микро- и макроуровне.

Оцените их информативность для изучения

разных сторон деятельности мозга.

2. Опишите методику регистрации ЭЭГ и

способы ее анализа.

сокращениями сердца. Его увеличе­ние свидетельствует о напряжении функционирования сердечно-сосу­дистой системы.

Изменения в периферических со­судах изучаются с помощью пле­тизмографии.Плетизмография осно-. вана на регистрации изменений объе­ма крови, поступающей к различным органам. Наиболее распространена пальцевая плетизмография. В пле-тизмограмме различают два типа изменений: тонические, отражаю­щие общие изменения объема крови, и фазические, обусловленные изме­нением пульсового объема от одного сокращения сердца к другому. Оба показателя - чувствительные инди­каторы вегетативных сдвигов при психической деятельности. Для изу­чения локального мозгового кровото­ка наряду с описанной выше компь­ютерной томографией, используются клиренсные методы, основанные на измерении скорости вымывания из ткани мозга введенных в организм изотопов ксенона либо криптона (изо­топный клиренс) или атомов водоро­да (водородный клиренс). Скорость вымывания вводимых химических веществ прямо связана с интенсив­ностью кровотока. Увеличение ло­кального мозгового кровотока отра­жает рост уровня метаболический активности в определенных участ­ках мозга.

3. Как используется анализ ВП и ССП для оценки перцептивных и когнитивных процес­сов?

4. Какими методами изучают особеннос­ти вегетативного обеспечения деятельности мозга?

24 Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов Психофизиология функциональных состояний

Глава 4. Психофизиология функциональных состояний

1 с

1 с I-------- 1

<лл/V^^АVVЛлNММ^^

Рис.8. Электроэнцефалограмма в континууме функциональных состояний организма активного бодрствования к покою и сну. Отведение от затылочной области коры.

Функциональное состояние моз­га, как любая характеристика его активности, определяется процесса­ми, осуществляющимися на разных уровнях. Понятие функционально­го состояния может относиться как к отдельным нейронам, нервным цен­трам, структурам, так и к целостно­му мозгу. Само слово «состояние» отражает относительную длитель­ность протекающих процессов - тони­ческую составляющую активности.

Индикаторы

функционального

состояния

Существует два подхода к оценке функционального состояния мозга. Один из них основан на изучении комплекса показателей, отражающих центральную регуляцию вегетатив­ных функций. В основном использу­ются показатели регуляции гемоди­намики: ударный и минутный объем крови, артериальное давление, реги­онарный кровоток, сердечный ритм. Регуляция гемодинамики осущест­вляется посредством разнонаправ­ленных (симпатических и парасим­патических) влияний вегетативной нервной системы.

Симпатические влияния направ­лены на мобилизацию к деятельнос­ти, парасимпатические оказывают противоположный эффект. Их со-

отношение характеризует вегетатив­ное обеспечение функционального со­стояния организма, информативным показателем которого является ин­декс напряжения по Баевскому.

Другой подход основан на непо­средственной оценке активности моз­га с помощью регистрации ЭЭГ. Вы­раженность разных ритмов ЭЭГ и их соотношение отражают функци­ональное состояние коры больших полушарий, подкорковых структур мозга и характер их взаимодействия.

Континуум

функциональных

состояний

С использованием электроэнцефа­лографического метода была изучена картина функционального состояния мозга в континууме бодрствование - -сон. В этом континууме выделяются различающиеся по ЭЭГ-картине и функциональному состоянию цик­лы - состояние бодрствования и пять стадий сна.

Стадии сна

Выделяются следующие стадии сна (рис. 8).

I короткая (10-15 мин) стадия дре­моты характеризуется уменьшением альфа-активности и появлением низ­коамплитудных тета- и дельта-волн. II стадия занимает почти половину

времени сна. На этой стадии регист­рируются вспышки веретенообраз­ных колебаний разной частоты. На III стадии к ним добавляются высоко­амплитудные дельта-волны, которые становятся доминирующей формой активности на IV стадии. III и IV ста­дии объединяются общим названием дельта-сон и представляют собой наи­более глубокие стадии сна. V стадия сна (парадоксальный сон) характе­ризуется ЭЭГ, близкой к ЭЭГ-карти­не бодрствования с наличием групп альфа-ритма. Парадоксальный сон занимает примерно 23 % всей про­должительности сна.

Все пять стадий сна неоднократ­но повторяются в течение ночи.

Все фазы сна, за исключением па­радоксального, сопровождаются сни­жением метаболизма, общим расслаб­лением, что указывает на осуществле­ние восстановительных процессов. Долгое время сну приписывалась только эта функция. Между тем спе­циальные исследования показали, что даже глубокий сон характери-

Активное состояние

Покой

Дремотное состояние

Глубокий сон

Парадоксальный сон

при переходе от

зуется сновидениями, напоминающи­ми мысли и рассуждения, что рассмат­ривается как наличие определенных психических процессов. Существует гипотеза об особой функциональной активности во время глубокого сна -переходе следов из кратковременной в долговременную память.

Парадоксальный сон, в отличие от медленно-волнового, характери­зуется резким усилением вегетатив­ных реакций (вегетативные бури), наличием быстрых движений глаз и ярких, эмоционально окрашенных сновидений. Физиологическая зна­чимость парадоксального сна состо­ит в том, что происходит своеобраз­ная «разрядка», освобождение коры больших полушарий от информа­ционной нагрузки, эмоционального напряжения и создаются оптималь­ные условия для предстоящей дея­тельности.

Таким образом, сон - неоднород­ный процесс высокой функциональ­ной значимости. От его продолжитель­ности, выраженности и соотношения

Раздел I. Нейрофизиологическая основа психических процессов

Глава 4. Психофизиология функциональных состояний

двух основных видов - медленного и парадоксального сна - существен­но зависит функциональное состоя­ние человека, его работоспособность, умственная деятельность и эмоцио­нальный фон. При нарушениях сна или его длительном отсутствии сни­жается скорость реакций, нарушает­ся внимание, наступает быстрая утом­ляемость при умственной работе, нарастает раздражительность. Состояние спокойного бодрствования Бодрствование является тем фун­кциональном состоянием, на фоне которого разворачивается любая психическая деятельность. Значи-

мость этого состояния для обеспече­ния эффективности деятельности при ее оптимальной физиологичес­кой стоимости чрезвычайно велика. Состояние бодрствования не являет­ся однородным. В нем выделяются активное бодрствование и спокойное бодрствование.

В состоянии спокойного бодрство­вания у взрослого человека регист­рируется синхронизированный ритм с частотой 8-13 Гц (среднее значение 10 Гц). Он максимально выражен в покое с закрытыми глазами и блоки­руется при открывании глаз (рис. 9). Степень выраженности альфа-ритма различается у разных людей. В нор­ме по выраженности альфа-ритма

Правая Левая

ЛОБНАЯ

Правая ПРЕЦЕНТРАЛЬНАЯ Левая

Глаза открыты

Правая ТЕМЕННАЯ Лбвэя

-^М^^VV^А^^#ИVVV^^,^^V^

-^ ^^^,*^ЛУV*^,I'^,^VЛ^^ЛУЧV^V>^Л«^V^

Правая ЗАТЫЛОЧНАЯ

\\<Л№Ч^./%л\\»У'^ч^\^Л^^

'I

~Щ}ЩЩф*/Ш**^~>—л^лМии^д

1 с

100мк[

Рис.9. Электроэнцефалограмма человека в состоянии покоя с закрытыми глазами. Одновременная реги­страция активности 4-х симметричных зон коры обоих полушарий. Хорошо выраженный альфа-ритм ре­гистрируется в затылочных и теменных областях. При открывании глаз отмечается блокада альфа-ритма.

выделяют несколько типов ЭЭГ, от­ражающих индивидуальную органи­зацию нервных процессов, большую или меньшую активированность ко­ры больших полушарий и особеннос­ти ее взаимодействия с подкорковыми структурами.

Строгая ритмичность, стабиль­ность доминирующей частоты в состо­янии относительного покоя создают оптимальный фон для сканирования информации и ее квантования.

Функциональная роль альфа-рит­ма обеспечивается не только четкой ритмичностью, но и его пространст­венно-временной организацией в ко­ре больших полушарий. Одним из показателей такой организации яв­ляется наличие устойчивых фазовых сдвигов, наиболее значительных для удаленных отделов коры, например, так называемый лобно-затылочный градиент. Фазовый сдвиг создает ус­ловия оптимальной и дискретной обработки информации в пределах каждого альфа-цикла, осуществляе­мой в разных областях коры боль­ших полушарий. В специальных ис­следованиях показано, что прием афферентной импульсации облегча­ется на восходящей фазе альфа-вол­ны и затрудняется - на нисходящей.

Значение пространственной орга­низации альфа-ритма для обеспе­чения межцентрального взаимодей­ствия корковых структур выявляется при анализе функции когерентности. Установлено, что в состоянии спо­койного бодрствования функция ко­герентности основного среднечастот-ного альфа-ритма (10 Гц) имеет высокие значения практически для всех пар отведений как внутри полу­шарий, так и между симметричны­ми отделами полушарий, что свиде-

тельствует о высоком уровне межцен­тральной интеграции в этом функ­циональном состоянии.