Модифікація сенсо-моторних реакцій та зв’язаних з ними викликаних потенціалів мозку при нормальному та патологічному старінні

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.03 - нормальная физиология. - Донецкий государственный медицинский университет им. М. Горького, Донецк, 2003.

В диссертации исследуются проблемы возрастных изменений функций мозга при нормальном и патологическом старении (болезнь Альцгеймера (БА)). Оценка функциональных изменений мозга осуществлялась на основании исследований времени и корректности сенсо-моторных реакций (СМР) на зрительные и слуховые стимулы в oddball парадигме, а также связанных с данными реакциями когнитивных вызванных потенциалов мозга (ССП). В работе было показано, что время СМР на зрительные и слуховые стимулы при физиологическом старении возрастают пропорционально возрасту, а корректность реализаций - снижается. При этом изменения указанных показателей, а также возрастная динамика показателей ССП имели нелинейный характер. Нелинейность характеризовалась возрастом, после которого скорость и/или направленность изменений изучаемых показателей изменялась. Установлено, что для времени и для корректности выполнения СМР на стимулы одной модальности критический возраст совпадает. Для СМР на слуховой стимул критический возраст составил 58 лет, а на зрительный - 73 года. На основе анализа ССП было показано, что скорость возрастных изменений в структурах мозга, обеспечивающих реализацию СМР на слуховые стимулы выше, чем на зрительные. В престарелом возрасте отличия в скорости СМР на зрительные и слуховые стимулы исчезают, а отличия в корректности становятся более выраженными. Критический возраст также определяет характер связей СМР и ССП. До критического возраста на время и корректность СМР влияют преимущественно временные характеристики ранних компонентов ССП, что указывает на приоритет в этом возрасте автоматических и полуавтоматических процессов узнавания и дифференцировки сигналов. После критического возраста определяющими для СМР становятся амплитудные и временные показатели более поздних ССП, которые отражают процессы осознанного выбора и принятия решения. Возрастные изменения поздних компонентов зрительной и слуховой модальности происходят однотипно, тогда, как ранние компоненты демонстрируют ярко выраженную модальную специфичность.

Смена режимов стимуляции (активация внимания, вид стимула) приводит к характерным изменениям спектрального состава ССП. Было отмечено, что для зрительной и слуховой стимуляции характерны сходные закономерности перераспределения спектральных составляющих ССП. Появление редкого случайного стимула в пассивном режиме восприятия стимулов приводило к увеличению доли низкочастотных составляющих вызванного ответа. Постановка задачи активного реагирования на редкие значимые стимулы посредством выполнения моторной реакции значительно снижало амплитуды всех частотных полос, за исключением тета-ритма. Различие спектрограмм ССП зрительной и слуховой модальности состояли в том, что при зрительной стимуляции отмечалась значительная выраженность спектральных составляющих в диапазоне альфа-ритма. Кроме того, при выполнении когнитивной задачи в спектрограмме зрительных ССП был более выражен эффект угнетения тета-, альфа- и бета-ритмов.

Впервые в работе было показано, что возрастные изменения нормированного спектра мощности ССП отмечаются в узких частотных диапазонах. При этом характер указанных изменений носит преимущественно нелинейный характер.

На основании выявленных закономерностей возрастной динамики, используя компонентный анализ ССП, были выявлены маркеры БА. Значения выявленных показателей в группе БА соответствовали значениям таковых у лиц с физиологическим старением значительно боле старшего возраста. Такими маркерами для слуховых ССП были латентные периоды поздних компонентов: P2, N2, P3, N4, интервалы P2N2 и N2P3, а также амплитуда раннего компонента P1 и размах амплитуд P1N1. Для зрительных ССП маркерами БА были латентные периоды поздних компонентов N2, P3, интервал P2N2 и размах амплитуд P1N1. Указанные маркеры зрительных и слуховых ССП, отражающие временные параметры компонентов (латентные периоды и интервалы) в группе БА достоверно превышали контрольные значения. Для БА было характерно удлинение времени и снижение корректности сенсо-моторной реакции на зрительные и слуховые стимулы. Эти изменения можно рассматривать как проявление ускоренного и преждевременного старения при БА. Исключение составила амплитуда комплекса P1N1 зрительных и слуховых ССП, которая у больных БА изменялась нетипично для физиологического старения.

Важным маркером БА стал критерий подвижности спектральных характеристик ССП на зрительные и слуховые стимулы.

Под подвижностью подразумевается характерное перераспределение паттерна спектра мощности ССП, при переходе из состояния пассивного восприятия стимулов в состояние активного реагирования на заданные стимулы с реализацией двигательного акта. Активация внимания к предъявляемым фоновым стимулам у больных БА вызывала снижение мощности дельта-ритма и повышение других полос частот в спектрограмме ССП, тогда как в норме отмечалось снижение мощностей тета-, альфа- и бета-ритмов.

Моторная реакция на сигнальный стимул в группе БА приводил к повышению мощности альфа- и бета-ритмов, тогда как в контрольной группе отмечалось снижение мощности этих частот на фоне повышения мощности дельта-ритма. Этот феномен свидетельствует об относительной сохранности механизмов автоматической дифференцировки сигналов и значительном повреждении механизмов сознательного выбора при БА.

Ключевые слова: возрастные изменения, когнитивные функции, психическое старение, связанные событиями потенциалы мозга, ССП, спектральный анализ, сенсо-моторная реакция, odd ball парадигма, болезнь Альцгеймера.

Annotation

Snegir A.G. Modification of Sensory-Motor Reactions and Corresponding Evoked Potentials of the Brain at Normal and Pathological Ageing. - Manuscript.

A dissertation for Candidate of Medical Sciences degree in speciality 14.03.03 - Normal Physiology. -Donetsk State Medical University named after M. Gorky, Donetsk, 2003.

Dissertation is devoted to studying the problem of age-specific modifications of the brain functions, which developed in cases of physiological and pathological ageing. Expressiveness of the above-mentioned functional changes was determined referring to correctness and temporal characteristics of sensory-motor reactions (SMR) to visual and auditory stimuli, applied in oddball paradigm, as well as considering parameters SMR-related evoked potentials of the brain (ERP). Special attention was paid to age-specific SMR correctness and temporal characteristics, as well as to basic temporal, amplitude and spectral characteristics of ERP. On the basis of the revealed age-specific dynamics it were singled out the main features of the brain functional changes, which develops in case of pathological ageing (Alzheimer's disease). Author discussed possible mechanisms of such functional abnormalities.

Keywords: age-specific changes, cognitive function, event-related potentials, ERP, spectral analysis, sensory-motor reaction, oddball paradigm, Alzheimer's disease.

Размещено на Allbest.ru