Методы изучения строения головного мозга человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Образовательная автономная некоммерческая организация высшего образования

Московский психолого-социальный университет

Кафедра психологии

Реферат

Методы изучения строения головного мозга человека

Выполнила:

Григорьева О.С.

Черняховск 2016 г.



Оглавление

Введение

1. Метод магнитно-резонансной томографии

2. Компьютерная томография

3. Ядерно-эмиссионная томография

4. Электрофизиологические методы исследования

5. Нейробиологические методы исследования

6. Нейропсихологические методы исследования

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Современная анатомия располагает большим набором различных методов исследования строения нервной системы. Выбор метода зависит от задачи исследования. С открытием новых методов исследования (в первую очередь электрических проявлений деятельности нервной системы) наступил новый этап в изучении функций головного мозга, когда стало возможным исследовать эти функции, не разрушая мозг, не вмешиваясь в его функционирование, и вместе с тем изучать высшие проявления его деятельности - восприятие сигналов, функции памяти, сознания и многие другие.

Физиологические исследования в сочетании с изучением анатомии и морфологии головного мозга привели к однозначному заключению - именно головной мозг является инструментом нашего сознания, мышления, восприятия, памяти и других психических функций. Основная трудность исследования заключается в том, что психические функции чрезвычайно сложны.

Методы исследования головного мозга человека постоянно совершенствуются. Так, современные методы томографии позволяют увидеть строение головного мозга человека, не повреждая его.



1. Метод магнитно-резонансной томографии

Томография (томе -- срез, греч.) основана на получении отображения срезов мозга с помощью специальных техник. Эти методы позволяют видеть на экране изображение мозга, измерять объем его структур, определять число различных рецепторов и видеть, как возникают вспышки активности в разных областях. Методы помимо научных исследований нашли широкое применение в медицине для диагностики различных заболеваний.

При исследованиях методом 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 этот сигнал обрабатывается с помощью 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.

С помощью специальных приборов можно зарегистрировать сигналы (резонансное излучение) от релаксирующих протонов, и на их анализе построить представление об исследуемом объекте. Магнитно-резонансными характеристиками объекта служат 3 параметра: плотность протонов, T1 и Т2. T1 называют спин-решетчатой, или продольной, релаксацией, а Т2 - спин-спиновой, или поперечной, релаксацией. Амплитуда зарегистрированного сигнала характеризует плотность протонов или, что тоже самое, концентрацию элемента в исследуемой среде. Что же касается времени T1 и Т2 то они зависят от многих факторов (молекулярной структуры вещества, температуры, вязкости и др.). Следует дать два пояснения. Несмотря на то, что метод основан на явлении ЯМР, его называют магнитно-резонансным (МР), опуская «ядерно». Это сделано для того, чтобы у пользователей не возникало мысли о радиоактивности, связанной с распадом ядер атомов. И второе обстоятельство: МР-томографы не случайно «настроены» именно на протоны, т.е. на ядра водорода. Этого элемента в тканях очень много, а ядра его обладают наибольшим магнитным моментом среди всех атомных ядер, что обусловливает достаточно высокий уровень МР-сигнала. Важнейшим преимуществами МРТ по сравнению с другими методами лучевой диагностики является:

отсутствие ионизирующего излучения и как следствие эффектов канцеро- и мутагенеза, с риском возникновения которых сопряжено (хотя и в очень незначительной степени) воздействие рентгеновского излучения.

МРТ позволяет проводить исследование в любых плоскостях с учетом анатомических особенностей тела пациента, а при необходимости - получать трехмерные изображения для точной оценки взаиморасположения различных структур.

МРТ обладает высокой мягкотканной контрастностью и позволяет выявлять и характеризовать патологические процессы, развивающиеся в различных органах и тканях тела человека.

МРТ является единственным методом неинвазивной диагностики, обладающим высокой чувствительностью и специфичностью при выявлении отека и инфильтрации костной ткани.

развитие МР-спектроскопии и диффузионной МРТ, а также создание новых органотропных контрастных препаратов является основой развития «молекулярной визуализации» и позволяет проводить гистохимические исследовании in vivo.

МРТ лучше визуализирует некоторые структуры головного и спинного мозга, а также другие нервные структуры, в связи с этим она чаще используется для диагностики повреждений, опухолевых образований нервной системы, а также в онкологии, когда необходимо определить наличие и распространенность опухолевого процесса.

Список заболеваний, которые можно обнаружить с помощью МРТ, внушителен: воспалительные, дистрофические и опухолевые поражения сосудов и сердца, органов грудной и брюшной полости, поражение лимфатических узлов, паразитарные процессы и другие патологии.

Ограничения и недостатки МРТ:

большая продолжительность исследования (от 20 до 40 мин);

обязательным условием получения качественных изображений является спокойное и неподвижное состояние пациента, что определяет необходимость седации у беспокойных пациентов или применения анальгетиков у пациентов с выраженным болевым синдромом;

необходимость пребывания пациента в неудобном, нефизиологичном положении при некоторых специальных укладках (например, при исследовании плечевого сустава у крупных пациентов);

боязнь замкнутого пространства (клаустрофобия) может быть непреодолимым препятствием для проведения обследования;

технические ограничения, связанные с нагрузкой на стол томографа, при обследовании пациентов с избыточной массой тела (обычно более 130 кг);

ограничением к проведению исследования может оказаться окружность талии, несовместимая с диаметром туннеля томографа (за исключением проведения обследования на томографах открытого типа с низкой напряженностью магнитного поля);

невозможность достоверного выявления кальцинатов, оценки минеральной структуры костной ткани (плоские кости, кортикальная пластинка);

не позволяет детально характеризовать паренхиму легких (в этой области она уступает возможностям КТ);

в значительно в большей степени, чем при КТ, возникают артефакты от движения (качество томограмм может быть резко снижено из-за артефактов от движения пациента - дыхания, сердцебиения, пульсации сосудов, непроизвольных движений) и металлических объектов (фиксированных внутри тела или в предметах одежды), а также от неправильной настройки томографа;

существенно ограничивается распространение и внедрение данной методики исследования из-за высокой стоимости самого оборудования (томографа, РЧ-катушек, программного обеспечения, рабочих станций и т.д.) и его технического обслуживания.

В сочетании с превосходным контрастным разрешением изображения, МРТ безопасна для человека, в пределах разумного, за счет использования радиоволн и магнитного поля, в отличие от рентгеновских и КТ исследований, применяющих рентгеновское излучение.

2. Компьютерная томография

Компьютерная томография - это современный метод, позволяющий визуализировать особенности строения мозга человека с помощью компьютера и рентгеновской установки. В установке, предназначенной для компьютерной томографии, источник рентгеновских лучей вращается в одной плоскости вокруг головы, а рентгеновские детекторы постоянно регистрируют интенсивность проходящего сквозь голову излучения. Компьютерные программы преобразуют полученные данные в рисунки срезов мозга различной глубины. Толщина подобных срезов может не превышать 5 мм.

Для улучшения качества изображения перед исследованием пациенту вводят контрастное вещество. Особенно эффективна компьютерная томография для исследования повреждений мозга, например, вследствие инсульта, рассеянного склероза, опухолей. В системах компьютерных томографов сканирование и получение изображения происходят следующим образом. Рентгеновская трубка в режиме излучения "обходит" голову по дуге 240^O, останавливаясь через каждые 3^O этой дуги и делая продольное перемещение. На одной оси с рентгеновским излучателем закреплены детекторы - кристаллы йодистого натрия, преобразующие ионизирующее излучение в световое. Последнее попадает на фотоэлектронные умножители, превращающие эту видимую часть в электрические сигналы.

Электрические сигналы подвергаются усилению, а затем преобразованию в цифры, которые вводят в ЭВМ. Рентгеновский луч, пройдя через среду поглощения, ослабляется пропорционально плотности тканей, встречающихся на его пути, и несет информацию о степени его ослабления в каждом положении сканирования. Интенсивность излучения во всех проекциях сравнивается с величиной сигнала, поступающего с контрольного детектора, регистрирующего исходную энергию излучения сразу же на выходе луча из рентгеновской трубки. Следовательно, формирование показателей поглощения (ослабления) для каждой точки исследуемого слоя происходит после вычисления отношения величины сигнала на выходе рентгеновского излучателя к значению его после прохождения объекта исследования (коэффициенты поглощения).

Главное отличие КТ от рентгенографии состоит в том, что рентген дает только один вид части тела. При помощи компьютерной томографии можно получить множество изображений одного и того же органа и таким образом построить внутренний поперечный срез, или "ломтик" этой части тела. Таким образом, метод позволяет различать ткани, незначительно отличающиеся между собой по поглощающей способности. Измеренные излучение и степень его ослабления получают цифровое выражение. По совокупности измерений каждого слоя проводится компьютерный синтез томограммы. Завершающий этап -- построение изображения исследуемого слоя на экране дисплея. Для проведения томографических исследований мозга используется прибор нейротомограф.

Помимо решения клинических задач (например, определения местоположения опухоли) с помощью КТ можно получить представление о распределении регионального мозгового кровотока. Благодаря этому КТ может быть использована для изучения обмена веществ и кровоснабжения мозга. В ходе жизнедеятельности нейроны потребляют различные химические вещества, которые можно пометить радиоактивными изотопами (например, глюкозу). При активизации нервных клеток кровоснабжение соответствующего участка мозга возрастает, в результате в нем скапливаются меченые вещества, и возрастает радиоактивность. Измеряя уровень радиоактивности различных участков мозга, можно сделать выводы об изменениях активности мозга при разных видах психической деятельности. Последние исследования показали, что определение максимально активизированных участков мозга может осуществляться с точностью до 1 мм.

Важным условием для обеспечения проведения компьютерной томографии является неподвижное положение пациента, ибо движение во время исследования приводят к возникновению артефактов - наводок: полос темного цвета от образований с низким коэффициентом поглощения (воздух) и белых полос от структур с высоким КП (кость, металлические хирургические клипсы), что также снижает диагностические возможности.

Для получения более четкого изображения патологически измененных участков в головном мозге применяют эффект усиления контрастности, которых достигается внутривенным введением рентгеноконтрастного вещества. Увеличение плотности изображения на компьютерной томограмме после внутривенного введения контрастного вещества объясняется внесосудистыми компонентами. Внутрисосудистое усиление находится в прямой зависимости от содержания йода в циркулирующей крови. При этом увеличение концентрации на 100 мг йода в 100 мл обусловливает величины абсорбции на 26 ед.Н. (ед.Н. - единицы Хаунсфильда или числа компьютерной томографии). При компьютерно-томографических измерениях венозных проб после введения 60% контрастного вещества в дозе 1 мл на кг массы тела, плотность потока повышается в среднем в течение 10 мин после инъекции, составляет 39,2 плюс-минус 9,8 ед.Н. Содержание контрастного вещества в протекающей крови изменяется в результате того, что относительно быстро начинается выделение его почками. Уже в течение первых 5 мин после болюсной инъекции концентрация вещества в крови в среднем снижается на 20%, в последующие 5 мин - на 13% и еще через 5 мин - на 5%.

Компьютерная томография применяется для распознавания болезней органов брюшной полости - желчного пузыря, печени, поджелудочной железы аорты и селезенки. Благодаря компьютерной томографии успешно выявляются опухоли вышеуказанных органов, разнообразные воспалительные изменения, а также пороки развития. Следует отметить, что компьютерная томография позволяет диагностировать практически все виды поражений головного мозга - кровоизлияния, признаки травматических повреждений, инфаркты опухоли, кисты. Компьютерная томография также используется при профилактических осмотрах, так как рентгеновская компьютерная томография может выявить ранние признаки болезней, в особенности опухолевых поражений, когда у больных отсутствуют жалобы на своё здоровье.

3. Ядерно-эмиссионная томография

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), она же двухфотонная эмиссионная томография -- радионуклидный томографический метод исследования внутренних органов человека или животного.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) позволяет оценить метаболическую активность в различных участках мозга. Испытуемый проглатывает радиоактивное соединение, позволяющее проследить изменения кровотока в том или ином отделе мозга, что косвенно указывает на уровень метаболической активности в нем. Таким радиоактивным соединением может быть 2-дезоксиглюкоза, имеющая одну из меток -- радиоактивные изотопы углерода (С11), фтора (F18) кислорода (015), азота (N13). Радиоактивные изотопы излучают позитроны, которые, встречая в мозге электроны, уничтожаются (аннигилируют), излучая 2 гамма-луча, направляющиеся в противоположные стороны. В специальной камере монтируются детекторы гамма-лучей, собранные в кольца. В камеру помешается голова испытуемого, радиоактивные молекулы 2-дезоксиглюкозы фиксируются. Полученные данные обрабатываются компьютером, и на основе результатов воссоздается картина метаболически активных участков мозга.

ПЭТ - это развивающийся диагностический и исследовательский метод ядерной медицины. В его основе лежит возможность при помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ-сканера) отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченых позитрон-излучающими радиоизотопами.

Для проведения исследования малое количество радиоактивного препарата (радионуклида) внутривенно вводят пациенту, радионуклид поступает в клетки и распределяется в них. Спустя некоторое время его концентрация в тканях измеряется сканером, достаточно чувствительным для обнаружения даже небольшого количества радиоактивного состава. Для получения изображений в ПЭТ используются радио фармпрепараты (РФП), меченые позитрон-излучающими ультра короткоживущими радионуклидами (УКЖР). Основным доводом в пользу их использования явилось то обстоятельство, что их применение позволяет уменьшить время исследования и радиационную нагрузку на больного, т.к. большая часть препарата распадается уже во время исследования. В клинических исследованиях из всех радиофармпрепаратов наиболее распространен 18F- фтордезоксиглюкоза (ФДГ), используемый для оценки энергетического метаболизма. ФДГ -- это аналог глюкозы, активно захватывается клетками мозга, опухолевыми клетками, нефронами почек. ФДГ используется в ПЭТ методике для оценки метаболизма глюкозы в сердце, легких и мозге. Основное его применение (90 %) -- онкология, визуализация опухолей. 18F-FDG захватывается клетками опухоли, фосфорилируется гексокиназой (фермента много в быстрорастущих злокачественных клетках), и накапливается в тканях с высокой метаболической активностью -- в опухолевых тканях. В результате методика позволяет найти и оценить распространение колоректального рака, рака груди, рака лёгких, меланомы, неходжкинской лимфомы, ходжкинской лимфомы и ряда других онкологических заболеваний. Позволяет верифицировать Болезнь Альцгеймера.

Вводимая доза составляет 122 МБк на 1м² площади поверхности тела, которая определяется на основании роста и веса обследуемого, в среднем 370--400 МБк для исследования всего тела, для мозга достаточно 200 МБк. Очевидный недостаток ПЭТ - бедная анатомически информация изображений, что сильно затрудняет локализацию выявленных патологических очагов. Для преодоления этого несколько лет назад был создан совмещенный ПЭТ/КТ, прибор, позволяющий одновременно проводить два исследования. ПЭТ/КТ программно совмещает изображения этих диагностических модальностей и позволяет на одном срезе получить анатомическое изображение с наложенной на него картой метаболических процессов. Одновременное получение функциональной и анатомической информации позволяет повысить качество исследования за счёт улучшения качества изображения и повышения точности определения пространственной локализации образований до 98%.

На данный момент разработан метод компьютерной визуализации воксельных данных - метод проекции максимальной интенсивности, который позволяет при небольших вычислительных затратах показать положение в трёхмерном пространстве наиболее ярких участков трёхмерного объекта -- таких, как опухоли.

Клиническое применение позитронно-эмиссионной томографии:

1. Онкология. Эмиссионная томография один из наиболее чувствительных методов диагностики рака. Это связано с высоким уровнем обмена веществ (метаболизмом) раковых клеток. При введении радиоактивной глюкозы во время ПЭТ, ткани пораженные раком «захватывают» ее, намного активнее, чем здоровые ткани. Опухолевые ткани четко видны на позитронно-эмиссионных томограммах, в отличии от компьютерных или магнитно-резонансных томограмм. В большинстве случаев, если рак обнаружен на ранней стадии, его можно вылечить. Позитронно-эмиссионная томография используется для ранней диагностики рака и определения наилучшего метода лечения. При позитронно-эмиссионной томографии всего тела можно определить область тканей распространенность опухолевого поражения - поражение одного определенного органа или системное поражение с наличием метастазов. Эти данные позволяют выбрать оптимальный метод лечения рака - химиотерапия, облучение или хирургическое лечение. ПЭТ сканирование диагностирует рак лучше, чем другие методы исследования (КТ, МРТ).

2. Кардиология. ПЭТ применяется для измерения кровотока по коронарным артериям и выявления ишемической болезни сердца. С помощью позитронной томографии в постинфарктном периоде можно отличить плохо сокращающиеся, но живые участки миокарда (которые еще могут восстановиться) от необратимых изменений в виде рубцов. Комбинация позитронно-эмиссионной томографии и перфузионного исследования может послужить для оценки показаний к операции шунтирования сосудов сердца.

ПЭТ позволяет определить выраженность заболевания сердца и влияние болезни на работу сердца, например:

- Определить сужение коронарных артерий еще до наличия симптомов;

- Увидеть выраженность ишемической болезни сердца до и после лечения;

- Определить эффект от аортокоронарного шунтирования до проведения операции.

3. Неврология. В неврологии позитронно-эмиссионная томография позволяет выявить функциональные изменения головного мозга при сосудистых заболеваниях, деменциях, а также для дифференциальной диагностики очаговых образований.

ПЭТ позволяет получать функциональные изображения, отражающие процессы жизнедеятельности головного мозга на молекулярном уровне, включая метаболизм глюкозы и утилизацию кислорода, оценку кровотока и перфузии, оценку концентрации и сродства специфических рецепторов. Поэтому ПЭТ используется при изучении механизмов мозга, лежащих в основе человеческого создания: для исследования мозговой организации внимания, эмоций, мышления, творчества, общего интеллекта, способности ориентироваться, т.е. всех аспектов деятельности мозга. Исследования проводятся путём измерения распределение потока крови в мозге. Предполагается, что увеличение потока крови связано с увеличенной функциональной деятельностью. Затем с помощью кодируемых цветом изображений можно видеть, где мозг активизирован во время некоторых действий. Например, когда человек говорит или читает, правое полушарие мозга "светится".

4. Электрофизиологические методы исследования

Электрофизиологические методы исследования в современной медицине - это методы анализа активности организма на основе регистрации биопотенциалов, изменение которых может происходить спонтанно или в ответ на внешний раздражитель.

Биопотенциал (биоэлектрический потенциал) - энергетическая характеристика взаимодействия зарядов, находящихся в исследуемой живой ткани, например, в различных областях мозга, в клетках и других структурах. Измеряется не абсолютный потенциал, а разность потенциалов между двумя точками ткани, отражающая ее биоэлектрическую активность, характер метаболических процессов. Разность потенциалов между возбужденной и невозбужденной частями отдельных клеток всегда характеризуется тем, что потенциал возбужденной части клетки меньше потенциала невозбужденной части. Для ткани (или органа) разность потенциалов определяется совокупностью потенциалов отдельных клеток. Наиболее информативно изучение динамики изменения биопотенциалов при изучении возбудимых тканей и органов (нервной ткани, мышечной ткани, сетчатки, сосудов).

Неискаженная регистрация любых форм биоэлектрических потенциалов стала возможной лишь с введением в практику электронных усилителей и осциллографов (30-40-е гг. XX в.). На сегодняшний день электрофизиологические методы исследования, пожалуй, представляют собой один из самых удобных и применимых подходов к изучению живых организмов. В настоящее время в исследовательской работе и клинической практике широко применяются основные электрофизиологические методы изучения деятельности:

* желудочно-кишечного тракта (электрогастроэнтерография);

* кожи (кожно-гальваническая реакция, находящая основное использование в полиграфе - «детекторе лжи»);

* кровообращения (реография, син. - импедансная плетизмография);

* мозга (электроэнцефалография);

* мышц (электромиография);

* сердца (электрокардиография);

* сетчатки (электроретинография).

Рассмотрим последовательно общие принципы наиболее распространенных электрофизиологических исследований и их использование в различных медицинских специальностях:

1. Реография (электроплетизмография, импедансная плетизмография, импедансометрия) - метод исследования пульсовых колебаний кровенаполнения сосудов различных органов и тканей, основанный на графической регистрации колебаний его электрического сопротивления.

Метод основан на том, что при пропускании через участок тела переменного тока звуковой или сверхзвуковой частоты (16-300 кГц) роль проводника тока выполняют жидкие среды организма, прежде всего кровь в крупных сосудах; это дает возможность судить о состоянии кровообращения в определенной области тела или органе. С помощью реографии можно оценить кровообращение в органах, лежащих близко к поверхности тела: головного мозга (реоэнцефалография), печени (реогепатография), почек (реонефрография). Реография также позволяет определить изменения кровотока при физическом напряжении, при проведении так называемых нагрузочных проб. Метод является высокочувствительным и эффективным для качественной оценки состояния кровоснабжения, важен для диагностики нарушений кровообращения органов или поражения всей сосудистой системы организма, используется для определения функции сердца.

Это исследование проводится с помощью специальных приборов - реографов. Реограф структурно состоит из генератора электрического тока, усилителя, детектора и насадки для графического отображения проведенных измерений. Реограммы в современной медицине регистрируют обычно с помощью реографов двух типов - биполярных и тетраполярных. Конструкция биполярных реографов предусматривает наложение на какой-либо участок тела двух электродов, между которыми пропускают переменный ток высокой частоты. Одновременно регистрируют изменение сопротивления на исследуемом участке тела.

2. Электрогастроэнтерография (или электрогастрография) - электрофизиологический метод исследования моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) при помощи одновременной регистрации биопотенциалов его различных отделов. Электрогастроэнтерографию назначают в случаях, когда требуется получить информацию о перистальтике желудка, тонкой, подвздошной, двенадцатиперстной и толстой кишок. По полученным данным можно также судить о качестве работы кровеносных сосудов, снабжающих кровью ЖКТ, выявить наличие спазмов сосудов или их сужений (стенозов). Электрофизиологические методы, ориентированные на изучение электрической активности ЖКТ, базируются на наличии тесных взаимосвязей между электрической и сократительной деятельностью ЖКТ. Эти методы включают в себя как непосредственную регистрацию биопотенциалов гладкомышечных стенок органов с фиксированных на них электродов - прямая электрогастроэнтерография, так и их регистрацию с накожных электродов - периферическая электрогастроэнтерография.

Необходимость вживления электродов в стенку органа ограничивает использование прямой электрогастроэнтерографии в клинической практике. При проведении периферической электрогастроэнтерографии измерительные электроды закрепляются либо на поверхности передней брюшной стенки, либо на конечностях. Место крепления референтного электрода определяется используемой методикой. При работе с многоканальным электрогастроэнтерографом возможен вариант, при котором часть каналов используется для снятия сигналов с поверхности передней брюшной стенки, а другая часть для снятия сигналов с конечностей.

В мировой практике применяются, в основном, два способа исследования электрической активности ЖКТ:

* электрогастроэнтерография (ЭГЭГ) - исследуется одновременно электрическая активность и желудка, и кишечника. Реже применяется термин электрогастроинтестинография;

* электрогастрография (ЭГГ) - исследуется электрическая активность только желудка.

3. Электрокардиография (ЭКГ) - электрофизиологическая методика регистрации и исследования, электрических полей, образующихся при работе сердца. Электрокардиография представляет собой относительно недорогой, но ценный метод электрофизиологической инструментальной диагностики в кардиологии. Частой причиной ошибок в интерпретации ЭКГ является неправильное наложение электродов. Кроме того, возможны технические артефакты записи, имеющие электрическое (плохой электрический контакт электродов с кожей) или механическое (тремор) происхождение, которые могут имитировать опасные нарушения ритма. Значительные сотрясения тела пациента могут привести к плаванию базовой линии (так называемой изоэлектрической или изолинии), что может симулировать паттерн депрессии или элевации сегмента ST, т. е. паттерн повреждения миокарда.

4. Электромиография - метод электрофизиологического исследования поражений нервно-мышечной системы, состоящий в регистрации электрической активности (биопотенциалов) скелетных мышц. Электромиография позволяет проводить диагностику поражения нервной и мышечной систем, оценивать тяжесть, стадию, течение заболевания, эффективность применяемой терапии. Различают спонтанную электромиограмму, отражающую состояние мышц в покое или при мышечном напряжении (произвольном или содружественном), а также вызванную электромиограмму, обусловленную электрической стимуляцией мышцы или нерва.

Отведение потенциалов действия мышцы осуществляют при помощи поверхностных электродов, накладываемых на кожу над исследуемой мышцей, или игольчатых, вводимых в мышцу. Поверхностные электроды представляют собой парные металлические пластины (олово, серебро и др.) размером 10,5 мм, которые накладывают на расстоянии 20-25 мм друг от друга для взрослых и 10-15 мм - для детей. Они используются для регистрации биоэлектрической активности значительного участка мышцы.

Игольчатые электроды применяются для локального отведения биопотенциалов отдельных двигательных единиц. Оба метода отведения используются самостоятельно или в сочетании, однако у новорожденных и детей раннего возраста чаще используют поверхностные электроды. Исследованию подвергают не только те мышцы, которые наиболее вероятно изменены в результате патологического процесса, но и симметричные им, а также другие группы мышц, находящиеся в функциональной взаимосвязи с пораженными. Каждую мышцу исследуют в нескольких режимах: в покое, при синергических непроизвольных мышечных напряжениях и при максимальном по силе мышечном сокращении. В норме с мышцы, находящейся в состоянии максимально возможного расслабления, биоэлектрическая активность не регистрируется.

Показаниями для проведения электромиографического исследования являются:

* подозрение на поражение одного или нескольких нервов любой этиологии (синдром запястного канала, поражение нервов при сахарном диабете, острые и хронические полиневропатии различного генеза);

* поражения мышц любой этиологии (полимиозит, наследственная миодистрофия и т. д.);

* поражения нервно-мышечного соединения (аутоиммунная миастения);

* поражения корешков и нервных сплетений;

* поражения спинного мозга.

5. Электроретинография - электрофизиологический метод исследования сетчатки глаза, основанный на регистрации суммарной биоэлектрической активности всех нейронов сетчатки. Электроретинограмма фиксируется при воздействии на сетчатку световыми стимулами различного размера, формы, длины волны, интенсивности, длительности, частоты следования в различных условиях световой и темновой адаптации. Электроретинограмма регистрирует потенциал действия сетчатки в ответ на световую стимуляцию соответствующей интенсивности, т. е. потенциал между активным роговичным электродом, вмонтированным в контактную линзу (или пленчатым золотым электродом, зафиксированным на нижнем веке), и референтным электродом на лбу пациента. Электроретинограмма регистрируется в условиях световой адаптации (фотопическая электроретинограмма) и темповой адаптации (скотопическая электроретинограмма).

6. Электроэнцефалография (ЭЭГ) - электрофизиологический метод исследования электрической активности головного мозга. Особую значимость ЭЭГ приобрела в изучении эпилепсии и разработке методов ее лечения. И по сей день ЭЭГ остается, по сути, единственным методом объективной диагностики этого распространенного заболевания, позволяющим:

* провести дифференциальную диагностику с другими пароксизмальными состояниями;

* определить наличие, локализацию и характер эпилептического очага;

* спрогнозировать дальнейшее развитие эпилептического процесса;

* подобрать наиболее эффективные лекарственные препараты и их дозы;

* выработать оптимальную схему и режим лечения и наблюдения;

* оценить в динамике эффективность лечения;

* предложить схему отмены лекарств при достижении длительной ремиссии.

Основными характеристиками ЭЭГ являются частота, амплитуда и фаза.

5. Нейробиологические методы исследования

В теоретических исследованиях физиологии нервной системы человека большую роль играет изучение центральной нервной системы животных. Эта область знаний получила название нейробиологии. Строение нервных клеток, а также протекающие в них процессы остаются неизменными как у примитивных животных, так и у человека. Исключение представляют большие полушария головного мозга. Поэтому нейробиолог всегда может изучать тот или иной вопрос физиологии головного мозга человека на более простых, дешевых и доступных объектах. Такими объектами могут быть беспозвоночные животные. В последние годы для этих целей все шире применяют прижизненные срезы головного мозга новорожденных крысят и морских свинок и даже культуру нервной ткани, выращенную в лаборатории. Такой материал может быть использован для исследования механизмов функционирования отдельных нервных клеток и их отростков. Например, у головоногих моллюсков (кальмара, каракатицы) имеются очень толстые, гигантские аксоны (диаметром 500-1000 мкм), по которым из головного ганглия передается возбуждение на мускулатуру мантии. Молекулярные механизмы возбуждения исследуются на этом объекте. У многих моллюсков в нервных ганглиях, заменяющих у них головной мозг, есть очень большие нейроны - диаметром до 1000 мкм. Эти нейроны используются при изучении работы ионных каналов, открытие и закрытие которых управляется химическими веществами.

Для регистрации биоэлектрической активности нейронов и их отростков применяют микроэлектродную технику, которая в зависимости от задач исследования имеет много особенностей. Обычно применяют два типа микроэлектродов - металлические и стеклянные. Для регистрации активности одиночных нейронов микроэлектрод закрепляют в специальном манипуляторе, который позволяет продвигать его в мозге животного с высокой точностью. В зависимости от задач исследования манипулятор может крепиться на черепе животного или отдельно. Характер регистрируемой биоэлектрической активности определяется диаметром кончика микроэлектрода. Например, при диаметре кончика микроэлектрода не более 5 мкм можно зарегистрировать потенциалы действия одиночных нейронов. При диаметре кончика микроэлектрода больше 10 мкм одновременно регистрируется активность десятков, а иногда и сотен нейронов.

Другой широко распространенный тип микроэлектродов изготавливают из стеклянных капилляров (трубочек). Для этой цели используются капилляры диаметром 1-3 мм. Далее на специальном устройстве, так называемой кузнице микроэлектродов капилляр в средней части разогревают до температуры плавления стекла и разрывают. Получают микропипетки с диаметром кончика до долей микрометра. На следующем этапе микропипетку заполняют раствором соли (например, 2М КС1) и получают микроэлектрод. Кончик такого микроэлектрода можно вводить внутрь нейрона (в тело или даже в его отростки), не сильно повреждая его мембрану и сохраняя его жизнедеятельность.

6. Нейропсихологические методы исследования

Еще одно направление исследования головного мозга человека возникло в годы Второй мировой войны - это нейропсихология. Одним из основоположников этого подхода был профессор Московского университета Александр Романович Лурия. Метод представляет собой сочетание приемов психологического обследования с физиологическим исследованием человека с поврежденным головным мозгом. Нейропсихологические исследования включают также анализ действия медикаментозных средств на работу мозга и поведение. Структура нейропсихологического обследования включает, как правило, ряд составляющих:

1. Первая составляющая представляет собой экспресс- исследование на основе нескольких методов и тестовых заданий, с помощью которых в течение 20 минут можно получить данные об общем состоянии высших психических процессов, сохранности личности, его эмоциональной сферы, мотивации, целенаправленном и осмысленном поведении, активности и пассивности, управляемости и общих характеристиках регуляции поведения.

2. Вторая составляющая содержит развернутое нейропсихологическое исследование особенностей личности, двигательной и познавательной сферы, памяти, внимания, речевых 39 процессов, мышления и воображения, эмоционально-волевой сферы с последующим количественным и качественным анализом, выявлением факторов, симптомов и синдромов нарушения высших психических функций и возможности их восстановления.

3. Третья составляющая - заключение, в рамках которого тщательно описываются результаты качественного анализа выполнения тестов, заданий и проб. На основании качественного анализа дается синдромная картина совокупности нарушений высших психических функций или их сохранности. В результате такого анализа вычленяется фактор, лежащий в основе обнаруженных симптомов. Структура заключения включает определение состояния личности, его эмоционально-волевой сферы, ее деятельности, умений и навыков, структуру и особенности деятельности; состояния высших психических функций, двигательной сферы, речевых процессов памяти и интеллектуальной сферы и указывает на дисфункции соответствующих мозговых систем. В заключении дается общий диагноз.

4. Количественная характеристика выполнения задания представляет собой четверную составляющую, которая включает оценку выполнения каждой пробы или задания по 5-балльной шкале. Например, на 100% выполненное задание оценивается 5 баллами; выполненное задание на 75% оценивается 4 баллами; на 50% - 3 баллами; на 25% - 2 баллами; на 10% - 1 баллом; невыполненное задание - 0 баллов. Количество баллов по каждому тесту может быть суммировано. Кроме того, по результатам количественной оценки можно построить кривую симптомов и выявить их значимость при определении факторов и симптомов нарушений в синдромной картине.

5. Обобщение количественной и количественной оценки дает возможность проследить динамику изменений высших психических функций и перейти к следующей составляющей - коррекционной работе, с учетом взаимодействия высших психических функций и других характеристик, определяющих направление коррекционной работы и продуктивность коррекции.



Заключение

головной мозг томографический патологический

Рассмотренная классификация томографических методов исследования внутренней структуры основана на уравнении распространения поля в объекте, количестве регистрируемой информации и виде системы реконструкции томограмм. Она обладает тем достоинством, что позволяет, во-первых, использовать достижения томографии, полученные при различных видах воздействия, во-вторых, проследить весь путь построения томографической системы от анализа взаимодействия излучения с веществом до конкретного устройства восстановления томограмм и, в-третьих, увидеть другие возможные направления применений томографических принципов для восстановления полей разнообразных величин, характеризующих объект.

Именно эти обстоятельства позволяют говорить о томографии как о целом направлении в области обработки информации, и, абстрагируясь (на некотором уровне анализа) от конкретного вида излучения, сформулировать основную проблему томографии - как по получаемым в томографическом эксперименте проекционным данным "увидеть" внутреннюю структуру анализируемого объекта.



Список используемой литературы

1. Основы МРТ: Физика / Эверт Блинк, переведено на русский язык Макаровой Екатериной, 2000.

2. Магнитный резонанс в медицине: основной учебник Европейского Форума по магнитному резонансу / П.А. Ринка, русский перевод проф. Э.И. Федина.

3. Беленков Н.Ю. Принцип целостности в деятельности мозга. М.: Медицина, 1980-158 с.

4. Современная медицинская энциклопедия / под ред. Р. Беркоу, М. Бирса, Р. Боджина, Э. Флетчера; Пер. с англ. под общей ред. Г.Б. Федосеева. СПб.: Норит. 2001-1264 с.

5. Шульговский В.В. Основы нейрофизиологии: Учебное пособие для студентов вузов.- М.: Аспект Пресс, 2000-277 с.

Размещено на Allbest.ru

...