Порівняльна характеристика електричної активності головного мозку і нервово-м'язевого апарату при нормальних рухах і хореїчних гіперкінезах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

УДК: 612.822.3:616.8 - 009.12

Порівняльна характеристика електричної активності

головного мозку і нервово-м'язового апарату

при нормальних рухах і хореїчних гіперкінезах

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Комшук Тетяна Сергіївна

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Волинському державному університеті імені Лесі Українки Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Гіттік Леонід Самійлович, Волинський державний університет імені Лесі Українки, завідувач кафедри фізіології людини і тварин

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Макарчук Микола Юхимович, Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, завідувач кафедри фізіології людини і тварин

доктор біологічних наук, доцент Лизогуб Володимир Сергійович, Черкаський державний університет ім. Б. Хмельницького, завідувач кафедри анатомії та фізіології людини і тварин

Провідна установа: Інститут геронтології АМН України, Київ

Захист відбудеться " 11 " березня 2002 року о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Київ, пр. акад. Глушкова, 2, ауд. 215).

Поштова адреса: 01033, Київ - 33, вул. Володимирська, 64, біологічний факультет

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (01033, Київ-33, вул. Володимирська 58).

Автореферат розісланий " 07 " лютого 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38Давидовська Т.Л.

АНОТАЦІЇ

Комшук Т.С. Порівняльна характеристика електричної активності головного мозку і нервово-м'язевого апарату при нормальних рухах і хореїчних гіперкінезах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2001.

Проведено комплексне вивчення електричної активності головного мозку (комп'ютерна ЕЕГ) та нервово-м'язового апарату (ЕМГ) при нормальних рухах (80 осіб) і з хореїчних гіперкінезах (76 осіб) віком 16 - 28 років. При нормальних рухах реєструються: адекватний зональний розподіл питомої ваги альфа-діапазону та високий рівень його інтенсивності в обох півкулях; чітка реактивність мозку; високі та значимі кореляційні зв'язки між лобними структурами, та скронево-центрально-тім'яними; функціональна міжпівкулева асиметрія з поширенням впливів лівопівкулевих лобних структур на обидві півкулі. При хореїчних гіперкінезах реєструються: загальне зниження фонового рівня альфа-діапазону та порушення реактивності мозку; загальне посилення інтенсивності повільних діапазонів ЕЕГ, зокрема, тета-діапазону, з переважанням в правій півкулі; відсутність в обох півкулях високих та значимих кореляційних зв'язків між лобними структурами та скронево-центрально-тім'яними. Низхідні супраспинальні регуляції нервово-м'язового апарату при нормальних рухах проявляються інтерференційною кривою ЕМГ з “повним насиченням” її патернів, при гіперкінезах - зниженням “патернів насичення” і порушенням реципрокності у взаємодіях м'язів-антагоністів.

Ключові слова: нормальні рухи, хореїчні гіперкінези, питома вага розподілу частот ЕЕГ, топографічне картування інтенсивності частот, кореляційні зв'язки, електроміографічні показники.

Комшук Т.С. Сравнительная характеристика электрической активности головного мозга и нервно-мышечного аппарата при нормальных движениях и хореических гиперкинезах. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Киевский национальный университет им. Т. Шевченко, Киев, 2002.

Проведено комплексное изучение электрической активности головного мозга (компьютерная ЭЭГ) и нервно-мышечного аппарата (ЭМГ) в двух группах испытуемых 16-28 лет - здоровых (80 чел.) и с хореическими гиперкинезами (76). Использовалась система компьютерной ЭЭГ (DХ - 4000 Practic) и методика суммарной ЭМГ (МФІ - 1 фирмы "Орион"). Исследовались частотно-амплитудная структура электрической активности мозга, зональное распределение удельного веса основных частот ЭЭГ, топографическое картирование интенсивности электрической активности головного мозга, корреляционные связи в больших полушариях, суммарные параметры ЭМГ. Эти показатели отражают особенности межполушарных и внутриполушарных взаимодействий, корково-подкорковых связей и специализированной нисходящей супраспинальной регуляции сегментарного нервно-мышечного аппарата. При нормальных движениях регистрируются: адекватное зональное распределение удельного веса альфа-диапазона ЭЭГ и высокий уровень его интенсивности в обоих полушариях; четкая реактивность мозга в этом диапазоне; высокие и значимые корреляционные связи между лобными структурами, с одной стороны, и височно-центрально-теменными, с другой. За данными корреляций в альфа-диапазоне выявлена функциональная межполушарная асимметрия с распространением влияний левополушарных лобных структур на другие зоны обоих полушарий. При хореических гиперкинезах как патологической формы движений регистрируются: общее снижение фонового уровня альфа-диапазона ЭЭГ и нарушения реактивности мозга в этом диапазоне; общее усиление интенсивности медленных диапазонов ЭЭГ, в частности, тета-диапазона, с преобладанием в правом полушарии; отсутствие в обоих полушариях высоких и значимых корреляционных связей между лобными структурами, с одной стороны, и височно-центрально-теменными, с другой; контралатеральное зональное доминирование тета-активности височно-центрально-теменных структур коры при односторонних гиперкинезах. Нисходящие супраспинальные влияния при хореических гиперкинезах проявляются в снижении "паттернов насыщения" ЭМГ со "взрывчатостью" и истощаемостью осцилляций и нарушением реципрокности во взаимодействиях мышц-антагонистов.

Взаимодействия центральных и периферических регуляторных аппаратов при нормальных движениях организуются по механизмам функциональной физиологической системы с обеспечением необходимого адаптационного двигательного результата. При хореических гиперкинезах формируется патологическая система с первичной патологической детерминантой в подкорковых узлах мозга, отсутствием запрограммированого полезного результата и недостаточностью интегративного контроля со стороны лобных структур.

Ключевые слова: нормальные движения, хореические гиперкинезы, удельный вес распределения частот ЭЭГ, топографическое картирование интенсивности частот, корреляционные связи, электромиографические показатели. електрокардіограма нервовий хореїчний гіперкінез

Komshuk T.S. Comparative characteristic of cerebrum of electric activity and nervous-muscular by normal motions and choreic hyperkinesis - Manuscript.

The dissertation for scientific degree of candidate of the biological science in specialiti 03.00.13 - physiology of human and animals. - Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2002.

The complex research of cerebrum's electric activity (computer EEG) and nervous-muscular apparatus EMG by normal motions (80 person) and with choreic hyperkinesis (76) at the age of 16-28 was held. At normal motions is registered: adequate zone division of alpha-diapason specific gravity and high level of its intensity in both cerebral hemispheres, distinct reaction of cerebrum; high and considerable correlative connections between frontal structures and temporal - central-sinciput, functional hemisphere asymmetry with expansion of the left hemispheres frontal structure influence of the both hemispheres. At choreic hyperkinesis it is registered: general lowering of alpha-diapason background level and violation of cerebrum reaction; general reinforcement of intensive low diapasons EEG and besides teta-diapason with excel in the right-hemispheres; absence in both hemispheres of high and considerable correlative connections between frontal structures and temporal - central-sinciput. The descending supraspinal of nervous-muscular apparatus at normal motions is revealed by interference curve EMG with “full saturation” of its patterns and by hyperkinesis-lowering of patterns of saturation and violation of reciprocnosti in the interaction of muscules-antagonist.

The key words: normal motions, choreic hypercinesis, specific gravity of EEG rate division, topographic map-drawing of intensity of rate correlative connections, electromiographic indices.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Організація та регуляція рухів є однією з найбільш складних проблем фізіології людини. Вона охоплює численні питання, пов'язані з системною діяльністю кори великих півкуль, активністю підкоркових утворень, корково-підкорково-стовбуровими взаємодіями, низхідними регуляторними впливами на периферійний нервово-м'язовий апарат. Регуляція рухових функцій пов'язана з активацією структур центральної нервової системи. Поширення і динаміка цієї активаційної діяльності відображають біоелектричні процеси, які проявляються у двох основних формах - генералізованій у широких межах мозку та локальній у певних зонах кори та підкоркових утворах.

Реєстрація електричної активності мозку є одним з найбільш поширених методів вивчення його функціонального стану. Сучасна електроенцефалографія використовує різні комп'ютерні програми, які значно розширили можливості у дослідженні активаційних процесів головного мозку (В.Б. Дорохов, М.Р. Ньюер, 1992; Н.Е. Свидерская, 1993; А.Б. Стрелец, 1993; Л.С. Гіттік, 1998; М.В. Макаренко, 1998; Ю.П. Горго, 1999). У повній мірі це торкається вивчення механізмів руху. Природно, найновіші системи комп'ютерної електроенцефалографії (ЕЕГ) перспективні у розкритті особливостей управління та регуляції рухового апарату. У цьому напрямку дослідницькі можливості розширюються, якщо характеристики ЕЕГ поєднувати з іншими електрофізіологічними корелятами рухової активності - станом біопотенціалів нервово-м'язового апарату (ЕМГ). Тому потрібно вважати актуальним комплексне вивчення електричної активності мозку та м'язової системи в умовах різноманітних форм руху.

Добре відомо, що моторика людини різноманітна в своїх проявах. Її форми відрізняються за феноменологічними характеристиками, в основі яких лежать особливості управління та регуляції рухових актів. Дослідницькі задачі можуть бути розширені, якщо об'єктом нейрофізіологічного вивчення вибрати не тільки рух в умовах їх нормального стану, але й патологічні форми, якими досить багата моторика людини при ураженнях нервової системи.

Актуальність роботи визначається завданням на сучасному рівні комплексно дослідити електричну активність головного мозку та нервово-м'язового сегментарного апарату у двох групах досліджуваних - здорових з нормальними рухами та хворих з підкорковими насильницькими рухами (хореїчними гіперкінезами). Такий вибір об'єкта та методу для фізіологічних досліджень має значну перевагу: він відображає двосторонні корково-підкоркові зв'язки і міжцентральні взаємодії в управлінні моторикою та встановлює особливості низхідної спеціалізованої регуляції нервово-м'язової периферії. Самі по собі хореїчні гіперкінези як об'єкт електрофізіологічного вивчення порівняно з нормальними рухами значно розширює уявлення про механізми регуляції моторики у людини. Виявляється актуальним порівняльне вивчення закономірностей генералізованої і локальної активації кори головного мозку, міжпівкулевих взаємодій і низхідних супраспинальних впливів в управлінні та регуляції рухів. Слід підкреслити, що концептуальність дослідження спеціалізованої діяльності мозку визначається принципами системної організації нейрофізіологічних механізмів як основи “фізіології активності” (П.К. Анохін, 1975; М.О. Бернштейн, 1990).

Зв'язок з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в межах держбюджетної теми Волинського державного університету імені Лесі Українки “Системні механізми цілісної діяльності мозку”, номер держреєстрації 0916U006629. Дослідження проведені в лабораторії нейрофізіології університету.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є формування на основі комплексного вивчення електричної активності головного мозку і сегментарного нервово-м'язового апарату уявлень про фізіологічні механізми регуляції нормальних рухів та хореїчних гіперкінезів як патологічної форми моторики. Ця мета досягалась вирішенням таких завдань:

Порівняльне вивчення електричної активності мозку в двох групах досліджуваних - з нормальними рухами і хореїчними гіперкінезами з використанням показників системи комп'ютерної електроенцефалографії (ЕЕГ):

а) автоматизованого частотно-амплітудного аналізу основних діапазонів ЕЕГ;

б) зонального розподілу питомої ваги основних частотних діапазонів ЕЕГ;

в) топографічного картування інтенсивності окремих частотних діапазонів ЕЕГ;

г) міжпівкулевих та внутрішньопівкулевих кореляційних зв'язків у корі мозку.

Порівняльне вивчення в обох групах досліджуваних електричної активності м'язів з використанням показників сумарної електроміографії (ЕМГ).

Порівняльний аналіз в обох групах досліджуваних характеристик електричної активності мозку і м'язів і на основі цих даних встановлення особливостей міжпівкулевих і внутрішньопівкулевих взаємодій і низхідних супраспинальних спеціалізованих регуляцій нервово-м'язового апарату.

Об'єкт дослідження - стан електричної активності головного мозку і нервово-м'язового апарату при нормальних рухах і хореїчних гіперкінезах.

Предмет дослідження - властивості електричної активності головного мозку і нервово-м'язового апарату у двох групах досліджуваних - при нормальних рухах і хореїчних гіперкінезах як форми патологічної моторики; особливості центральних між- і внутрішньопівкулевих механізмів регуляції рухів і низхідних впливів на периферичний нервово-м'язовий апарат.

Методи дослідження. Аналізувались та узагальнювались дані наукової літератури з проблеми; використовувались методи дослідження електричної активності головного мозку і нервово-м'язового апарату, зокрема комп'ютерні програми автоматизованого частотно-амплітудного аналізу основних компонентів ЕЕГ, зонального розподілу їх питомої ваги, топографічного картування окремих діапазонів ЕЕГ, корелятивних зв'язків у великих півкулях мозку; дослідження електричної активності нервово-м'язового апарату; порівняльний аналіз отриманих результатів у двох групах досліджуваних - з нормальними рухами і хореїчними гіперкінезами; методи варіаційної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Використовуючи сучасну систему комп'ютерної електроенцефалографії і сумарної електроміографії, вперше проведено комплексне порівняльне вивчення управління та регуляції моторики в умовах нормальних рухів і хореїчних гіперкінезів як патологічної форми рухової активності. Встановлені особливості просторового розподілу і динаміки фокусів активації і кореляційних зв'язків в корі великих півкуль мозку, які відображають міжпівкулеві і внутрішньопівкулеві взаємодії і корково-підкоркові відношення при регуляції рухів. Дістало подальший розвиток уявлення про міжцентральні зв'язки в корі мозку і провідну роль лобних структур в активації спеціалізованих центрів руху і організації низхідних супраспинальних впливів на сегментарний нервово-м'язовий апарат моторики. Висвітлені єдність феноменологічних проявів рухової активності, регуляторних механізмів їх забезпечення і системної організації і разом з тим показані принципові відмінності в регуляції нормальних рухів і гіперкінезів.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані дані і їх науково-обгрунтований аналіз створюють можливість в подальшому вивченні нейрофізіологічних механізмів управління, регуляції рухової діяльності. Методичні підходи, що використані в роботі, важливі для розробки нових комп'ютерних програм дослідження моторики. Ці результати використані викладачами біологічного факультету університету при вивченні навчального курсу фізіології нервової системи людини на лекціях і семінарах, при проходженні великого практикуму, на заняттях з аспірантами і магістрами, а також в медичному училищі при вивченні навчального предмету “Фізіологія людини”. Крім того, вони важливі в клінічній практиці для більш поглибленого розуміння патогенезу гіперкінезів і розробці необхідних методів лікування цієї патології як форми рухової гіперактивності.

Особистий внесок здобувача полягає в самостійному виконанні експериментальної частини роботи, статистичній обробці і аналізу одержаних результатів. За участю наукового керівника проведена остаточна інтерпретація цих даних, а також використання в роботі клінічного матеріалу, пов'язаного з гіперкінезами як патологічної форми рухів.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися на наукових конференціях і симпозіумах “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” (Київ - Черкаси, 1999), “Фізичне виховання, спорт і культура здоров'я у сучасному суспільстві” (Луцьк, 1999), Miedzynarowa konferencye Uzdolnienia intellektualne i twоrcze (Warszawa, 2001), конференції “Індивідуальні психофізіологічні особливості людини та професійна діяльність” (Київ - Черкаси, 2001), пленумі Українського науково-практичного товариства неврологів, психіатрів та наркологів (Тернопіль, 2001), конференції “Механізми фізіологічних функцій в експерименті та клініці” (Львів, 2001), щорічних наукових конференціях Волинського державного університету ім. Лесі Українки (1998-2001).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 14 наукових робіт - 9 статей і 5 матеріалів конференції.

Обсяг та структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, характеристики методів і об'єму дослідження, п'яти розділів викладення і аналізу отриманих результатів, висновків, списку використаних джерел літератури з 139 найменувань. Робота викладена на 151 сторінці, ілюстрована 22 рисунками і 17 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження

Дослідження проводились на 156 особах чоловічої і жіночої статі, віком від 16 до 28 років. Літературні дані (Л.Е. Хризман, 1973; Т.П. Хризман, В.П. Єремеєва, Т.Д. Лоскутова, 1991; Д.А. Фарбер, Н.В. Дубровинська, 1990; Л.С. Гіттік, 1999) дозволяють вважати, що параметри електричної активності мозку та нервово-м'язового апарату, які вивчаються в нашій роботі, не мають достовірних відмінностей у цих вікових межах, досягаючи оптимального рівня показників електричних кривих та їх компонентів. Усі були праворукими за самооцінкою і спеціальними мануальними тестами.

Згідно з метою нашої роботи досліджувані розподілялись на дві групи - з нормальними рухами і з гіперкінезами (насильницькими рухами хореїчного типу). Хореїчні гіперкінези обрані для вивчення як еталон дискінезій, який має чітку клінічну феноменологію, встановлену топоморфологічну основу і визначені нейрохімічні механізми. Відомо, що вони пов'язані з первинним ураженням базальних утворів мозку, зокрема стріатума (С.Н.Давиденков, 1956; Н.П.Бехтерева, 1965, 1988; Е.Ю.Рівіна, 1968; Л.С.Гіттік, 1965, 1977, 1991; Л.С.Петелін, 1970; Е.І.Кандель, С.В.Войтина, 1971; О.А.Лапоногов, 1971; В.А.Черкес, 1963, 1978, 1991; В.П.Бархатова, 1978; Б.І.Роздільський, І.С.Зозуля, Л.І.Садулян, 1992; М.Самуельс, 1997, С.D.Marsden, 1998; В.Н.Шток, 1998; J.S.Perlmutter, 1999).

Група з нормальними рухами охоплювала здорових піддослідних, клінічний стан їх нервової системи і внутрішніх органів не виявив відхилень від норми (мед. картки 026/у, 086/у). Всього в цій групі було 80 осіб, з них чоловіків - 39, жінок - 41.

В групі з гіперкінезами всього було 76 осіб, в тому числі чоловіків - 36, жінок - 40. У всіх досліджуваних виявлені хореїчні гіперкінези, які за своєю клінічною характеристикою відповідали їх описам у спеціальних монографіях Л.С. Гіттіка (1965, 1977), Л.С. Петеліна (1970), А. Дж. Лисса (1989). Клінічний діагноз встановлювався спеціалістами-невропатологами Волинської обласної клінічної лікарні.

Гіперкінези були проявом малої хореї (46 осіб) або моносиндромними залишковими явищами раніше перенесеного енцефаліту (30). Вивчались випадки з нерізкими або помірно вираженими насильницькими рухами, причому у 53 вони були двосторонніми, у 23 - односторонніми (лівобічні - у 13, правобічні - у 10). У всіх спостереженнях загальний стан хворих не був порушений. Дослідження, як правило, проводились до початку лікування, яке могло б змінити картину захворювання та його електрофізіологічні прояви.

Вивчення електричної активності головного мозку ЕЕГ як показника його функціонального стану проводилось у таких експериментальних ситуаціях: в стані функціонального спокою і при стимуляції світлом (ритмічна фотостимуляція). Використовувались система комп'ютерної електроенцефалографії “DX - 4000 Practic” (Харків, 1997). Ця система включала: 16 - канальний ЕЕГ-підсилювач; аналого-цифровий перетворювач; ЕОМ Pentium - 150; інтерфейсний модуль, а також фотостимулятор. Електроди для реєстрації ЕЕГ розміщувались за міжнародною системою 10-20 у десяти симетричних проекціях лівої і правої півкуль: лобних (Fs, Fd), скроневих (Ts, Td), центральних (Cs, Cd), тім'яних (Ps, Pd), потиличних (Os, Od). Реєстрація здійснювалась монополярно з референтним вертекс-електродом.

Для оцінки ЕЕГ-даних мозку був використаний пакет комп'ютерних програм: 1) автоматизований частотно-амплітудний аналіз показників ЕЕГ; 2) аналіз зонального розподілу питомої ваги основних частотних діапазонів електричної активності мозку, 3) побудова і аналіз топографічних картограм інтенсивності електрогенезу, 4) кореляційний аналіз, за допомогою якого виявляються значимі (коефіцієнт - r=0.51 - 0.7) і високі (0,71 - 1,0) кроскореляційні взаємозв'язки певних ділянок великих півкуль мозку за їх біоелектричними характеристиками.

Реєстрація електричної активності мўязів (ЕМГ) проводилась двоканальним електроміографом МФІ фірми “Оріон”. Використовувався сумарний метод відведення біопотенціалів за допомогою нашкірних (поверхневих) електродів, які накладались: активний - над руховою точкою відповідного м'яза, референтний - у місця прикріплення його дистального сухожилля до кістки (положення “belly-tendon”). Об'єктом вивчення були мўязи проксимальних і дистальних відділів рук: двоголовий плеча, триголовий плеча, загальний розгинач та поверхневий згинач пальців. Програма дослідження включала вивчення біострумів мўязів: а) у спокої (при максимально розслаблених мўязах); б) при синергійних змінах м'язового тонусу, включаючи “дихальну” синергію (при глибокому вдиху); “близьку” синергію (при скороченнях симетричних мўязів) та “віддалену” синергію (при максимальному напруженні мўязів ніг); в) при максимальному за силою довільному скороченні мўязів; г) після раптового припинення довільного скорочення (слідова продовжена активність). При співставленні активності мўязів-антагоністів вираховувались коефіцієнти реципрокності. У випадках односторонніх гіперкінезів (геміхореї) роздільно враховувались дані, отримані на ураженій та “здоровій” стороні.

При обробці результатів дослідження використовувались загальноприйняті методи варіаційної статистики з оцінкою t - критерію Стьюдента.

Результати досліджень та їх обговорення

Автоматизований частотно-амплітудний аналіз виявив кількісні та якісні відмінності основних компонентів ЕЕГ при нормальних рухах та хореїчних гіперкінезах. У досліджуваних з нормальними рухами реєструються чітко виражений альфа-ритм зі згасаючим потилично-лобним градієнтом, висока реактивність мозку в цьому діапазоні, відсутність патологічних повільних хвиль та пароксизмальної активності.

При гіперкінезах найбільш вагомі зміни встановлені в альфа- і тета-діапазонах ЕЕГ. Альфа-ритм характеризується нестійкістю частоти й амплітуди, відсутністю або послабленням реакції активації, порушенням просторового поширення по конвекситальній корі. Повільні ритми реєструються переважно в діапазоні тета-активності з різною частотно-амплітудною та просторово-часовою характеристикою. У 36,8 % відмічена білатерально-синхронна пароксизмальна активність, переважно в тета-діапазоні. При односторонніх гіперкінезах зміни ЕЕГ найчастіше реєструвались в обох півкулях, відображаючи дифузний характер патологічного процесу.

У групах з нормальними рухами та хореїчними гіперкінезами встановлені достовірні відмінності в зональному розподілі питомої ваги основних частотних діапазонів електричної активності головного мозку. При нормальних рухах виявлений характерний для норми зональний розподіл питомої ваги основних ритмів коркового електрогенезу зі спадаючим потилично-лобним альфа-градієнтом (40,2 ± 2,1 - 28,9 ± 1,1%). Реєструються різноманітність біопотенціалів, співвідношення яких відображає її адекватну діяльність у зонах кори, відмічена чітка реактивність мозкових структур при фотостимуляції (зменшення питомої ваги до 22,3 ± 0,9%).

При гіперкінезах встановлено зниження топоселективної різноманітності біопотенціалів в розподілі по конвексу великих півкуль, зміни найбільш зареєстровані в альфа- і тета-діапазонах. Альфа-ритм відрізняється зменшенням його питомої ваги, відсутній спадаючий потилично-лобний градієнт (26,1 ± 2,7 - 21,8 ± 0,8%), ритмічна фотостимуляція вказує на ареактивність коркових структур в цьому діапазоні. Порівняно з нормою встановлений ріст питомої ваги повільних ритмів - тета, дельта (в лобних відділеннях відповідно до 30,5±0,7 і 37,0±0,7% при нормі до 24,7 ± 0,5 і 27,1 ± 0,8%, р Ј 0,05), в умовах стимуляції реєструється достовірне підвищення рівня тета-активності в обох лобних і правих скроневої, центральної і тім'яної зонах (до 37,0 ± 0,7% при нормі 24,4 ± 0,5%, р Ј 0,05).

При односторонніх гіперкінезах (геміхореї) зміни в зональному розподілі питомої ваги основних ритмів ЕЕГ відмічені в обох півкулях мозку, насамперед у вигляді загального зниження рівня альфа-ритму і збільшення рівня повільних хвиль у скронево-центрально-тім'яних і потиличних зонах. В той же час при геміхореї реєструється більш висока питома вага повільних ритмів, зокрема, тета-хвиль, контрлатерально сторони гіперкінезів.

Дослідження топографічного картування інтенсивності альфа- і тета-частот ЕЕГ уточнило об'єктивні закономірності коркової діяльності, що встановлені при аналізі зонального розподілу питомої ваги цих ритмів. У групі з нормальними рухами в обох півкулях внутрішньопівкулеві топокарти інтенсивності альфа-ритму ЕЕГ відображає його спадаючий потилично-лобний градієнт у фоновій активності (56,8 ± 3,8 - 29,9 ± 1,3 ум. мкВ). Також встановлене закономірне зменшення його інтенсивності при фотостимуляції за загальними механізмами реакції активації (43,2 ± 3,1 - 25,1 ± 1,2 ум.мкВ). Топографічне картування інтенсивності тета-ритму виявляє його порівняно рівномірний розподіл по конвексу (21,1 ± 1,0 - 24,4 ± 0,7 ум мкВ) з невеликим зниженням у скроневій корі обох півкуль (16,5 ± 0,4 - 17,7 ± 0,5 ум.мкВ).

При гіперкінезах фонова інтенсивність альфа-ритму ЕЕГ виявляє зниження рівня і порушення його нормального топографічного розподілу (зональна монотонність) в обох півкулях (28,8 ± 4,9 - 20,9 ± 2,1 ум.мкВ). У цьому діапазоні встановлено порушення реактивності коркових структур при фотостимуляції у формі її зниження або ареактивності в потиличній, центральній і тім'яній областях і парадоксальних реакціях (посилення) в лобних і скроневих областях кори.

Реєструється підвищення фонового рівня інтенсивності тета-ритму ЕЕГ в обох великих півкулях мозку, особливо в правій скроневій, центральній і тім'яній зонах (відповідно права півкуля 29,9 ± 1,9 - 31,8±3,6; ліва 21,1 ± 2,3 - 27,4 ± 3,8 ум. мкВ, р Ј 0,05). При фотостимуляції ці зміни посилюються за інтенсивністю і поширюються по корі, охоплюючи лобні області (відповідно права півкуля 29,0 ± 2,3 - 36,5 ± 3,5; ліва - 24,00 ± 2,7 - 32,2 ± 3,2 ум. мкВ, р Ј 0,05).

Вказані загальні і зональні особливості активності коркових структур в групах з нормальними рухами і гіперкінезами підтверджуються дослідженням кореляційних зв'язків у великих півкулях мозку. У здорових досліджуваних в стані функціонального спокою і при ритмічній фотостимуляції в альфа- і тета-діапазонах ЕЕГ встановлені поширені високі і значимі кореляції у лобно-скронево-центрально-тім'яних зонах обох півкуль (загальна кількість відповідно 43,6 і 34,1%). В альфа-діапазоні високою інтенсивністю відмічаються симетричні лобні і внутрішньопівкулеві лобно-скроневі, лобно-центральні і лобно-тім'яні кореляції (r = 0,66 ± 0,03 - 0,73 ± 0,03), а також реєструються зв'язки лівої лобної зони зі скроневою, центральною і тім'яною правої півкулі (r = 0,55 ± 0,05 - 0,65 ± 0,03). В тета-діапазоні встановлені симетричні високі і значимі кореляційні зв'язки лобних, центральних і потиличних структур і внутрішньопівкулеві лобно-скроневі кореляції (r = 0,51 ± 0,03 - 0,79 ± 0,04).

При гіперкінезах виявлено значне зменшення міжпівкулевих і внутрішньопівкулевих значимих і високих кореляційних зв'язків в альфа- і тета-діапазонах ЕЕГ (загальна кількість відповідно 15,5 і 16,3%). Їх відносна перевага реєструється в тім'яно-потиличних структурах правої півкулі. Відмічається знижена реактивність мозку в умовах ритмічної фотостимуляції. Слід відмітити, що у хворих з гіперкінезами порівняно зі здоровими з нормальними рухами відсутні значимі і високі кореляційні зв'язки між лобними структурами, з одного боку, і скронево-центрально-тім'яними - з іншого, особливо в альфа-діапазоні (r = 0,21 ± 0,03 - 0,41 ± 0,07).

При односторонніх гіперкінезах (геміхореї) зв'язки лобних зон з іншими областями кори також не досягають рівня значимих і високих кореляцій. У лівій півкулі вони реєструються на зниженому рівні, незалежно від сторони гіперкінезів, в правій півкулі - переважно контрлатерально їм. В інших зонах кори кореляційні зв'язки знижені в обох півкулях.

Загалом, вивчення частки і рівня кореляцій у великих півкулях мозку вказує, що для організації нормальних рухів необхідною умовою є значимі і високі кореляційні зв'язки в обох півкулях між лобними структурами, з одного боку, і скронево-центрально-тім'яними - з іншого.

Порівняльний електроміографічний аналіз нормальних рухів та хореїчних гіперкінезів виявив при цих видах рухової активності принципові відмінності в діяльності сегментарного нервово-м'язового апарату. При нормальних рухах реєструється інтерференційний тип ЕМГ, який відображає активацію оптимальної кількості рухових одиниць, їх інтенсивність та ступінь “насичення”.

Встановлені електроміографічні особливості хореїчних гіперкінезів в порівнянні з нормальними рухами. Відмічене загальне зниження амплітудного рівня електричної активності дистальних м'язів, в середньому, втричі, проксимальних - вдвічі. У різних функціональних станах - спокої, синергіях, максимальному довільному скороченні м'язів та після його припинення - реєструється амплітудна нестійкість та нерівномірність осциляцій і “залпова” активність.

Виявлено порушення координаторних відношень м'язів-антагоністів із збільшенням коефіцієнтів реципрокності в 5 - 7 разів в проксимальним м'язах - 51,5 ± 7,9 - 68,4 ± 4,7%, в дистальних - 73,6 ± 12,1 - 91,9 ± 14,1% (при нормальних рухах відповідно 9,6 ± 0,8 - 12,0 ± 1,3% і 12,3 ± 1,2 - 14,1 ± 2,0%). При односторонніх гіперкінезах (геміхореї) відмічені ЕМГ-феномени спостерігались на враженій стороні, разом з тим ці тенденції у менш вираженому вигляді реєструються і на “здоровій”, клінічно безсимптомній стороні. Виражене в показниках ЕМГ ураження сегментарного нервово-м'язового апарату при хореїчних гіперкінезах пов'язане з патологічним станом низхідних супраспинальних регуляцій. В розузгодженні активності рухових одиниць на сегментарному рівні необхідно враховувати зниження ступеню “патернів насичення” ЕМГ.

Складні взаємовідношення церебральних та спинальних регуляторних центрів (тобто центрального та периферійного рівнів) за особливостями ЕМГ, наприклад, при геміхореї, загалом відображають спеціалізований односторонній характер низхідних супраспинальних впливів в умовах більш широкої програмуючої та регулюючої діяльності обох півкуль мозку.

У групах з нормальними рухами і гіперкінезами встановлені відмінності в міжпівкулевих взаємодіях. Отримані дані свідчать про наявність міжпівкулевої функціональної асиметрії в управлінні та регуляції моторики, вона по-різному встановлена в обох групах досліджуваних. В умовах нормальних рухів вона проявляється у більш поширеному впливі лівопівкулевих структур, особливо лобної, по механізмах високих і значимих кореляційних зв'язків. Ліва лобна доля здійснює регулюючий вплив на моторні центри обох півкуль, права - пов'язана переважно зі спеціалізованими корковими апаратами управління рухом протилежної сторони.

При гіперкінезах на фоні загальних змін показників ЕЕГ зональний розподіл питомої ваги та інтенсивність тета-хвиль вказують на більш високу патологічну активність скронево-центрально-тім'яних ділянок правої півкулі і виявляє функціональну асиметрію в цьому частотному діапазоні. Загалом, комплексний аналіз результатів дослідження електричної активності мозку та м'язів показує, що при нормальних рухах та гіперкінезах формуються дві істотно відмінні системи управління та регуляції моторикою (рис. 1).

Побудова руху витікає з системних принципів організації цілеспрямованої адаптаційної діяльності. Її визначає складна багаторівнева система управління моторикою (М.О. Бернштейн). Одні її блок-ланки безпосередньо здійснюють оперативну роботу і чітко проявляють основні елементи саморегуляції у вигляді рефлекторного кільця на сегментарному рівні нервово-м'язового апарату. Друга частина системи забезпечує управління рухів діяльністю надсегментарних структурно-функціональних механізмів, формує включення тих чи інших робочих матриць сегментарного апарату і, загалом, вводять скоротливу функцію мускулатури в рухову поведінку. Отже, в регуляції рухів чітко проявляється єдність феноменології рухової активності, регуляторних механізмів її забезпечення і системної організації.

При хореїчних гіперкінезах інтеграція регуляторних механізмів руху втратила головне біологічне значення функціональної системи - її адаптаційну роль. Як показали проведені електроміографічні дослідження, оперативна діяльність периферійного нервово-м'язового апарату характеризується загальним зниженням і нестійкістю амплітудного рівня біопотенціалів м'язів, їх неадекватною “залповою” активністю, порушенням реципрокних відношень антагоністів. Іншими словами, при гіперкінезах проявляє активність нова інтеграція - патологічна організація регуляторних механізмів руху, яку потрібно розглядати як патофізіологічну основу гіперкінетичного синдрому. Формується патологічна система, яка у відповідності з поглядами Г.Н. Крижановського (1980, 1997) принципово відрізняється від фізіологічної системи виникненням первинної патологічної детермінанти в неостріатумі і лімбічних структурах мозку і висхідним поширенням збудження по коркових структурах, відсутністю моделі запрограмованого корисного результату, недостатністю загального інтегративного контролю з боку вищих нервових центрів.

Системні особливості корково-підкоркових та міжцентральних коркових механізмів регуляції моторики принципово відрізняється при нормальних рухах та гіперкінезах. Однак, вони однаковою мірою важливі і для розуміння управління руховими функціями загалом, і для подальшого вивчення патогенезу насильницьких рухів.

ВИСНОВКИ

Комплексна характеристика електричної активності мозку (комп'ютерна ЕЕГ) та нервово-м'язового апарату (сумарна ЕМГ) при нормальних рухах та хореїчних гіперкінезах розкриває якісно різні системні особливості центральної та периферійної регуляції, які властиві для кожної з цих форм моторики.

Електрична активність головного мозку і нервово-м'язового апарату при нормальних рухах і хореїчних гіперкінезах відображає міжпівкулеві та внутрішньопівкулеві взаємодії, корково-підкоркові зв'язки і спеціалізовану низхідну супраспинальну регуляцію сегментарного нервово-м'язового апарату за показниками частотно-амплітудного аналізу і зонального розподілу питомої ваги основних ритмів ЕЕГ, топографічного картування інтенсивності альфа- і тета-діапазонів ЕЕГ, кореляційних зв'язків в корі великих півкуль, характеристики біопотенціалів м'язів.

При нормальних рухах реєструються: а) у значної більшості виражений альфа-ритм зі згасаючим потилично-лобним градієнтом, відсутність патологічних повільних хвиль та пароксизмальної активності; б) адекватний зональний розподіл питомої ваги альфа-діапазону ЕЕГ та високий рівень його інтенсивності в обох півкулях; в) чітка реактивність мозку в цьому діапазоні; г) високі та значимі кореляційні зв'язки між лобними структурами, з одного боку, та скронево-центрально-тім'яними - з іншого; д) функціональна міжпівкулева асиметрія з поширенням впливів лівопівкулевих лобних структур на обидві півкулі за даними кореляцій в альфа-діапазоні.

При хореїчних гіперкінезах як патологічної форми рухів реєструються: а) загальне зниження фонового рівня альфа-діапазону ЕЕГ та порушення реактивності мозку в цьому діапазоні; б) загальне посилення питомої ваги і інтенсивності повільних діапазонів ЕЕГ, зокрема тета-діапазону, з переважанням в правій півкулі; в) відсутність в обох півкулях високих та значимих кореляційних зв'язків між лобними структурами, з одного боку, та скронево-центрально-тім'яними - з іншого; г) при односторонніх гіперкінезах контрлатеральне зональне домінування тета-активності в скронево-центрально-тім'яних структурах кори.

Низхідні супраспинальні регуляції сегментарного нервово-м'язового апарату при нормальних рухах проявляються інтерференційною кривою ЕМГ, яка відображає “повне насичення” її патернів.

Низхідні супраспинальні регуляції сегментарної нервово-м'язового апарату при хореїчних гіперкінезах проявляються кривою ЕМГ, яка відображає зниження її “патернів насичення” з “вибуховістю” та виснажуваністю осциляцій і порушенням реципрокності у взаємодіях м'язів-антагоністів.

Управління і регуляція рухової активності і її системна організація при нормальних рухах і хореїчних гіперкінезах мають принципові відмінності, які характеризуються: а) у групі здорових - оптимальним станом активації великих півкуль, міжцентральних зв'язків в корі мозку і спеціалізованої низхідної регуляції сегментарного нервово-м'язового апарату, які забезпечують необхідний адаптаційний руховий результат; б) у групі з гіперкінезами - порушенням цих системних центральних і периферійних механізмів мозкової діяльності і регуляції рухів з відсутністю необхідного адаптаційного рухового результату.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гіттік Л., Комшук Т. Структурно-функціональні механізми гіперкінезів як модель організації рухової активності // Науковий вісник Волинського державного університету. Біологія. Медицина. - 1998. - Вип. 4. - С. 22 - 23.

2. Комшук Т. Електрична активність м'язів-антагоністів у дитячому віці // Науковий вісник Волинського державного університету.- 1998. - Вип. 4. - С. 24 - 27.

3. Гіттік Л., Комшук Т. Деякі механізми гіперкінезів // Науковий вісник Волинського державного університету. Біологія. Медицина. - 1998. - Вип. 4. - С. 109 - 111.

4. Комшук Т. Топографічне картування інтенсивності електрогенезу мозку при гіперкінезах // Науковий вісник Волинського державного університету. Медицина. - 1999. - Вип. 8. - С. 9 - 13.

5. Комшук Т. Електрична активність мозку при гіперкінезах // Науковий вісник Волинського державного університету. Біологічні науки. - 1999. - Вип. 4. - С. 55 - 58.

6. Гіттік Л.С., Моренко А.Г., Поручинський А.І., Швайко С.Є., Козачук Н.О., Шварц Л.О., Комшук Т.С. Топографічне картування електричної активності мозку при його вербально-аналітичній та образно-просторовій діяльності // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2000. - Вип. 3. - С. 55 - 63.

7. Комшук Т.С. Кореляційні зв'язки у великих півкулях мозку при гіперкінезах // Науковий вісник Волинського державного університету. Біологія. - 2001. - Вип. 4. - С. 63 - 68.

8. Гіттік Л.С., Комшук Т.С. Вікові особливості координації м'язів-антагоністів // Фізичне виховання, спорт і культура здоров'я у сучасному суспільстві. - Луцьк: Медіа, 1999. - С. 943 - 949.

9. Гиттик Л.С., Комшук Т.С. Гиперкинезы как нейрофизиологическая проблема // Український вісник психоневрології. - 2001. - Т. 9, вип. 2 (27). - С. 8 -10.

10. Комшук Т.С. Структурно-функціональні особливості однобічних гіперкінезів // Проблеми вікової фізіології. - Луцьк, 1998. - С. 59.

11. Комшук Т.С. Вікові особливості електричної активності м'язів-антагоністів в рухових реакціях // Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі. - Київ-Черкаси. - 1999. - С. 45.

12. Комшук Т.С. Системна організація довільних рухів як механізм включення їх в поведінкові реакції // Індивідуальні психофізіологічні особливості людини та професійна діяльність. - Київ-Черкаси. - 2001. - С. 61.

13. Гиттик Л.С., Поручинский А.И., Швайко С.Е., Комшук Т.С. Нейрофизиологические механизмі когнитивной деятельности // Abstracty referatow nadeslane na miedzynarowa konferencye Uzdolnienia intellektualne i twоrcze. Koncepcje Perspecnywy. - Warszawa (Poland). - 2001. - P. 8 - 9.

14. Комшук Т.С. Електрична активність головного мозку та нервово-м'язового апарату при нормальних рухах і підкоркових гіперкінезах // Наук. конфер. "Механізми фізіологічних функцій в експерименті та клініці" - Львів. - 2001. - С. 75.

Размещено на Allbest.ru