А) Нейронография – экспериментальная методика регистрации электрической активности отдельных нейронов с помощью микроэлектродной техники.
Б) Электрокортикография - метод изучения суммарной биоэлектрической активности мозга, отводимой с поверхности коры больших полушарий мозга. Метод имеет экспериментальное значение, крайне редко может применятся в клинических условиях при нейрохирургических операциях.
В) Электроэнцефалография
Электроэнцефалография (ЭЭГ) – метод изучения суммарной биоэлектрической активности мозга, отводимой с поверхности кожи головы. Метод широко используется в клинике и дает возможность провести качественный и количественный анализ функционального состояния головного мозга и его реакций на действие раздражителей.
Основные ритмы ЭЭГ:
| Наименование | Вид | Частота | Амплитуда | Характеристика |
| Альфа-ритм |  | 8-13 Гц | 50 мкВ | Регистрируется в покое и при закрытых глазах |
| Бета-ритм |  | 14-30 Гц | До 25 мкВ | Характерен для состояния активной деятельности |
| Тета-ритм | 4-7 Гц | 100-150 мкВ | Наблюдается во время сна, при некоторых заболеваниях. | |
| Дельта-ритм |  | 1-3 Гц | При глубоком сне и наркозе | |
| Гамма-ритм | 30-35 Гц | До 15 мкВ | Регистрируется в передних отделах мозга при патологических состояниях. | |
| Судорожные пароксизмальные волны |
Синхронизация - появление на ЭЭГ медленных волн, характерна для неактивного состояния
Десинхронизация - появление на ЭЭГ более быстрых колебаний меньшей амплитуды, которые свидетельствуют о состоянии активации головного мозга.
Методика ЭЭГ: С помощью специальных контактных электродов, фиксированных шлемом к коже головы, регистрируют разность потенциалов либо между двумя активными электродами, либо между активным и инертным электродом. Для уменьшения электрического сопротивления кожи в местах контакта с электродами ее обрабатывают жирорастворяющими веществами (спиртом, эфиром), а марлевые прокладки смачивают специальной электропроводной пастой. Во время записи ЭЭГ испытуемый должен находится в позе, обеспечивающей расслабление мускулатуры. Сначала записывают фоновую активность, затем проводят функциональные пробы (с открыванием и закрыванием глаз, ритмическую фотостимуляцию, психологические тесты). Так, открывание глаз приводит к угнетению альфа-ритма – десинхронизации.
1. Конечный мозг: общий план строения, цито- и миелоархитектоника коры больших полушарий (КБП). Динамическая локализация функций в КБП. Понятие о сенсорных, моторных и ассоциативных зонах коры больших полушарий.
2. Анатомия базальных ядер. Роль базальных ядер в формировании мышечного тонуса и сложных двигательных актов.
3. Морфофункциональная характеристика мозжечка. Признаки его повреждения.
4. Методы исследования ЦНС.
· Письменно выполните работу : В тетради протоколов зарисуйте схему пирамидного (кортикоспинального) тракта. Укажите локализацию в организме тел нейронов, аксоны которых составляют пирамидный тракт, особенности прохождения пирамидного тракта через ствол мозга. Охарактеризуйте функции пирамидного тракта и основные симптомы его повреждения.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Работа № 1.
Электроэнцефалография человека.
С помощью системы Biopac Student Lab провести регистрацию ЭЭГ у испытуемого 1) в расслабленном состоянии с закрытыми глазами; 2) с закрытыми глазами при решении умственной задачи; 3) с закрытыми глазами после пробы с гипервентиляцией; 4) с открытыми глазами. Оцените частоту и амплитуду регистрируемых ритмов ЭЭГ. В выводе дайте характеристику основным ритмам ЭЭГ, регистрируемым в разных состояниях.
Работа № 2.
Функциональные пробы на выявление поражения мозжечка
1) Проба Ромберга. Испытуемый с закрытыми глазами вытягивает руки вперед, и ставит ступни ног в одну линию – одна перед другой. Невозможность удержать равновесие в позе Ромберга свидетельствует о нарушении равновесия и поражении архицеребеллюм – наиболее филогенетически древних структур мозжечка.
2) Пальценосовая проба. Испытуемому предлагают указательным пальцем дотронутся до кончика своего носа. Движение руки к носу должно проводится плавно, сначала с открытыми, потом с закрытыми глазами. При поражении мозжечка (нарушении палеоцеребеллюм) испытуемый промахивается, по мере приближения пальца к носу появляется тремор (дрожание) руки.
3) Проба Шильбера. Испытуемый вытягивает руки вперед, закрывает глаза, поднимает одну руку вертикально вверх, а затем опускает до уровня вытянутой горизонтально другой руки. При поражении мозжечка наблюдается гиперметрия – рука опускается ниже горизонтального уровня.
4) Проба на адиадохокинез. Испытуемому предлагают быстро провести попеременно противоположные, сложно координированные движения, например, пронировать и супинировать кисти вытянутых рук. При поражении мозжечка (неоцеребеллюм) испытуемый не может выполнить координированные движения.
1) Какие симптомы будут наблюдаться у пациента, если произошло кровоизлияние во внутреннюю капсулу левой половины головного мозга, где проходит пирамидный тракт?
2) Какой отдел ЦНС поражен, если у пациента наблюдаются гипокинезия и тремор в покое?
Занятие № 21
Тема занятия : Анатомия и физиология вегетативной нервной системы
Цель занятия: Изучить общие принципы строения и функционирования вегетативной нервной системы, основные виды вегетативных рефлексов, общие принципы нервной регуляции деятельности внутренних органов.
1) Лекционный материал.
2) Логинов А.В. Физиология с основами анатомии человека. – М, 1983. – 373-388.
3) Алипов Н.Н. Основы медицинской физиологии. – М., 2008. – С. 93-98.
4) Физиология человека / Под ред. Г.И.Косицкого. – М., 1985. – С. 158-178.
Вопросы для самостоятельной внеаудиторной работы студентов:
1. Структурно-функциональные особенности вегетативной нервной системы (ВНС).
2. Характеристика нервных центров симпатической нервной системы (СНС), их локализация.
3. Характеристика нервных центров парасимпатической нервной системы (ПСНС), их локализация.
4. Понятие метасимпатической нервной системы; особенности структуры и функции вегетативных ганглиев как периферических нервных центров регуляции вегетативных функций.
5. Особенности влияния СНС и ПСНС на внутренние органы; представления об относительном антагонизме их действия.
6. Понятия холинергических и адренергических систем.
7. Высшие центры регуляции вегетативными функциями (гипоталамус, лимбическая система, мозжечок, кора больших полушарий).
· Пользуясь материалами лекции и учебников, заполните таблицу «Сравнительная характеристика эффектов симпатической и парасимпатической нервной системы».
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1.
Зарисовка схем рефлексов симпатической и парасимпатической нервной системы.
В тетради практических работ зарисовать схемы рефлексов СНС и ПСНС с указанием составных элементов, медиаторов и рецепторов; провести сравнительный анализ рефлекторных дуг вегетативных и соматических (спинальных) рефлексов.
Работа 2.
Исследование глазо-сердечного рефлекса Данини-Ашнера
Методика:
1. У испытуемого в состоянии покоя по пульсу определяют частоту сердечных сокращений за 1 мин.
2. Осуществляют умеренное надавливание испытуемому на глазные яблоки большим и указательным пальцем в течение 20 сек. При этом, через 5 сек после начала надавливания, определяют частоту сердечных сокращений у испытуемого по пульсу за 15 сек. Вычисляют частоту сердечных сокращений по время пробы за 1 мин.
3. У испытуемого через 5 мин после проведения пробы по пульсу определяют частоту сердечных сокращений за 1 мин.
Результаты исследования заносят в таблицу:
Сравнить полученные результаты у трех испытуемых.
Рефлекс считается положительным, если у испытуемого имело место снижение частоты сердечных сокращений на 4-12 ударов в мин;
Если частота сердечных сокращений не изменилась, или уменьшилась менее чем на 4 удара в мин такая проба считается ареактивной.
Если частота сердечных сокращений снизилась более чем на 12 ударов в мин, то такая реакция считается чрезмерной и может свидетельствовать о наличие у испытуемого выраженной ваготонии.
Если частота сердечных сокращений при проведении пробы увеличилась, то имеет место либо неправильное выполнение пробы (чрезмерное надавливание), либо у испытуемого - симпатикотония.
Нарисуйте рефлекторную дугу данного рефлекса с обозначением элементов.
В выводе объясните механизм реализации рефлекса; укажите, как вегетативная нервная система влияет на работу сердца.
Для проверки усвоения материала ответьте на следующие вопросы:
1) Как изменяется действие на эффекторы симпатической и парасимпатической нервной системы при введении атропина?
2) Время какого вегетативного рефлекса (симпатического или парасимпатического) больше и почему? При ответе на вопрос вспомните тип преганглионарных и постганглионарных волокон и скорость проведения импульса о этим волокнам.
3) Объясните механизм расширения зрачков у человека при волнении или боли.
4) Длительным раздражением соматического нерва мышца нервно-мышечного препарата доведена до утомления и прекратила отвечать на раздражитель. Что произойдет с ней, если параллельно начать раздражение симпатического нерва, идущего к ней?
5) У вегетативных или соматических нервных волокон больше реобаза и хронаксия? Лабильность каких структур выше – соматических ли вегетативных?
6) Так называемый «детектор лжи» предназначен для проверки того, говорит ли человек правду, отвечая на задаваемые вопросы. Принцип работы прибора основан на использовании влияния КБП на вегетативные функции и трудности контроля над вегетатикой. Предложите параметры, которые этот прибор может регистрировать
7) Животным в эксперименте вводили два различных лекарственных препарата. В первом случае наблюдали расширение зрачка и побледнение кожи; во втором случае – сужение зрачка и отсутствие реакции кожных кровеносных сосудов. Объясните механизм действия препаратов.
Занятие № 22
Классификация, строение и функции нейронов. Нейроглия.
ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ.
Центральнаянервнаясистема (ЦНС ) – это комплекс различных образований спинного и головного мозга, которые обеспечивают восприятие, переработку, хранение и воспроизведение информации, а также формирование адекватных реакций организма на изменения внешней и внутренней среды.
Структурным и функциональным элементом ЦНС являются нейроны. Это высокоспециализированные клетки организма, чрезвычайно различающиеся по своему строению и функциям. В ЦНС нет двух одинаковых нейронов. Мозг человека содержит 25 млрд. нейронов. В общем плане, все нейроны имеют тело – сому и отростки – дендриты и аксоны. Точной классификации нейронов нет, но их условно разделяют по структуре и функциям на следующие группы:
1. По форме тела.
· Многоугольные.
· Пирамидные.
· Круглые.
· Овальные.
2. По количеству и характеру отростков.
· Униполярные – имеют один отросток.
· Псевдоуниполярные – от тела отходит один отросток, который затем делится на 2 ветви.
· Биполярные – 2 отростка, один дендритоподобный, другой аксон.
· Мультиполярные – имеют 1 аксон и много дендритов.
3. По медиатору, выделяемому нейроном в синапсе.
· Холинэргические.
· Адренегрическим.
· Серотонинергические.
· Пептидергические и т.д.
4. По функциям.
· Афферентные или чувствительные. Служат для восприятия сигнала из внешней и внутренней среды и передачи их в ЦНС.
· Вставочные или интернейроны – промежуточные. Обеспечивают переработку, хранение и передачу информации эфферентным нейронам. Их в ЦНС больше всего.
· Эфферентные или двигательные. Формируют управляющие сигналы и передают их к периферическим нейронам и исполнительным органам.
5. По физиологической роли.
· Возбуждающие.
· Тормозные.
Сома нейронов покрыта многослойной мембраной, обеспечивающей проведение потенциала действия к начальному сегменту аксона – аксонному холмику. В соме расположено ядро, аппарат Гольджи, митохондрии, рибосомы. В рибосомах синтезируется тигроид, содержащий РНК и необходимый для синтеза белков. Особую роль играют микротрубочки и тонкие нити – нейрофиламенты. Они имеются в соме и отростках. Обеспечивают транспорт веществ от сомы по отросткам и обратно. Кроме того, за счет нейрофиламентов происходит движение отростков. На дендритах имеются выступы для синапсов – шипики, через которые в нейрон поступает информация. По аксонам сигнал идет к другим нейронам или исполнительным органам. Таким образом, общими функциями нейронов ЦНС являются прием, кодирование и хранение информации, а также выработка нейромедиаторов. Нейроны, с помощью многочисленных синапсов, получают сигналы в виде постсинаптических потенциалов. Затем перерабатывают эту информацию и формируют определенную ответную реакцию. Следовательно, они выполняют и интегративную, т.е. объединительную функцию.
Кроме нейронов в ЦНС имеются клетки нейроглии . Размеры глиальных клеток меньше чем нейронов, но составляют 10% объема мозга. В зависимости от размеров и количества отростков выделяют астроциты, олигодендроциты, микроглиоциты. Нейроны и глиальные клетки разделены узкой (20 нм) межклеточной щелью. Эти щели соединяются между собой и образуют внеклеточное пространство мозга, заполненное интерстициальной жидкостью. За счет этого пространства нейроны и глионы обеспечиваются кислородом, питательными веществами. Глиальные клетки ритмически увеличиваются и уменьшаются с частотой несколько колебаний в час. Это способствует току аксоплазмы по аксонам и продвижению межклеточной жидкости. Таким образом, глионы служат опорным аппаратом ЦНС, обеспечивают обменные процессы в нейронах, поглощают избыток нейромедиаторов и продукты их распада. Предполагают, что глия участвует в формирование условных рефлексов и памяти.
Существуют следующие методы исследования функций ЦНС:
1. Метод перерезок ствола мозга на различных уровнях. Например, между продолговатым и спинным мозгом.
2. Метод экстирпации (удаления) или разрушения участков мозга. Например, удаление мозжечка.
3. Метод раздражения различных отделов и центров мозга.
4. Анатомо-клинический метод. Клинические наблюдения за изменениями функций ЦНС при поражении ее каких-либо отделов с последующими патологоанатомическим исследованием.
5. Электрофизиологические методы:
· Электроэнцефалография – регистрация биопотенциалов мозга с поверхности кожи черепа. Методика разработана и внедрена в клинику Г. Бергером.
· Регистрация биопотенциалов различных нервных центров: используется вместе со стереотаксической техникой при которой электроды с помощью микроманипуляторов вводят в строго определенное ядро.
· Метод вызванных потенциалов, регистрация электрической активности участков мозга при электрическом раздражении периферических рецепторов или других участков.
6. Метод внутримозгового введения веществ с помощью микроинофореза .
7. Хронорефлексометрия – определение времени рефлексов.
8. Метод моделирования .
БИП - ИНСТИТУТ ПРАВОВЕДЕНИЯ
М. В. ПИВОВАРЧИК
АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ
ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Минск
БИП - ИНСТИТУТ ПРАВОВЕДЕНИЯ
М. В. ПИВОВАРЧИК
АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ
ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Учебно-методическое пособие
Белорусского института правоведения
Рецнзенты: канд. биол. наук доцент Леднева И. В.,
канд. мед. наук, доцент Авдей Г. М.
Пивоварчик М. В.
Анатомия и физиология ЦНС: Учеб.-метод. пособие/ М. В. Пивоварчик. Мн.: ООО «БИП-С Плюс», 2005. – 88 с.
Пособие соответствует структуре курса «Анатомия и физиология центральной нервной системы», в нем рассматриваются основные темы, составляющие содержание курса. Подробно изложено общее строение нервной системы, спинного и головного мозга, описаны особенности строения и функционирования вегетативного и соматического отделов нервной системы человека, общие принципы ее функционирования. В конце каждой из девяти тем пособия содержатся вопросы для самоконтроля. Предназначено для студентов дневного и заочного отделений специальности психология.
© Пивоварчик М. В., 2005
ТЕМА 1. Методы исследования нервной системы.. 4
ТЕМА 2. Строение и функции нервной ткани. 7
ТЕМА 3. Физиология синаптической передачи. 19
ТЕМА 4. Общее строение нервной системы.. 26
ТЕМА 5. Строение и функции спинного мозга. 31
ТЕМА 6. Строение и функции головного мозга. 35
Тема 7. Двигательная функция центральной нервной системы.. 57
ТЕМА 8. Вегетативная нервная система. 70
Тема 9. Ощие принципы функционирования нервной системы.. 78
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА.. 87
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА.. 87
ТЕМА 1. Методы исследования нервной системы
Нейробиологические методы.
Метод магнитно-резонансной томографии.
Нейропсихологические методы.
Нейробиологические методы. 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.
Метод магнитно-резонансной томографии . Современные методы позволяют увидеть строение головного мозга человека, не повреждая его. Метод магнитно-резонансной томографии дает возможность на экране монитора наблюдать серию последовательных «срезов» головного мозга, не нанося ему никакого вреда. Этот метод позволяет исследовать, например, злокачественные образования головного мозга. Головной мозг облучают электромагнитным полем, применяя для этого специальный магнит. Под действием магнитного поля диполи жидкостей мозга (например, молекулы воды) принимают его направление. После снятия внешнего магнитного поля диполи возвращаются в исходное состояние, при этом возникает магнитный сигнал, который улавливается специальными датчиками. Затем это эхо обрабатывается с помощью мощного компьютера и методами компь-ютерной графики отображается на экране монитора.
Позитронно-эмиссионная томография. Еще более высоким разрешением обладает метод позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Исследование основано на введении в мозговой кровоток позитрон излучающего короткоживущего изотопа. Данные о распределении радиоактивности в мозге собираются компьютером в течение определенного времени сканирования и затем реконструируются в трехмерный образ.
Электрофизиологические методы. Еще в XVIII в. итальянский врач Луиджи Гальвани заметил, что отпрепарированные лапки лягушки сокращаются при соприкосновении с металлом. Он пришел к выводу, что мышцы и нервные клетки животных производят электричество. В России подобные исследования проводил И. М. Сеченов: ему впервые удалось зарегистрировать биоэлектрические колебания от продолговатого мозга лягушки. В начале XX в., используя уже значительно более совершенные приборы, шведский исследователь Г. Бергер зарегистрировал биоэлектрические потенциалы головного мозга человека, которые теперь называют электроэнцефалограммой (ЭЭГ). В этих исследованиях впервые был зарегистрирован основной ритм биотоков мозга человека – синусоидальные колебания с частотой 8 – 12 Гц, который получил название альфа-ритма. Современные методы клинической и экспериментальной электроэнцефалографии сделали значительный шаг вперед благодаря применению компь-ютеров. Обычно на поверхность скальпа при клиническом обследовании больного накладывают несколько десятков чашечковых электродов. Далее эти электроды соединяют с многоканальным усилителем. Современные усилители очень чувствительны и позволяют записывать электрические колебания от мозга амплитудой всего в несколько микровольт, затем компьютер обрабатывает ЭЭГ по каждому каналу.
При исследовании фоновой ЭЭГ ведущим показателем является альфа-ритм, который регистрируется преимущественно в задних отделах коры в состоянии спокойного бодрствования. При предъявлении сенсорных стимулов происходит подавление, или «блокада», альфа-ритма, продолжительность которой тем больше, чем сложнее изображение. Важным направлением в использовании ЭЭГ являются исследования пространственно-временных отношений потенциалов мозга при восприятии сенсорной информации, т. е. учет времени восприятия и его мозговой организации. Для этих целей производится синхронная многоканальная регистрация ЭЭГ в процессе восприятия. Кроме регистрации фоновой ЭЭГ для изучения работы мозга используют методы регистрации вызванных (ВП) или событийно-связанных (ССП) потенциаловмозга . Эти методы основаны на представлении о том, что вызванный или событийно-связанный, потенциал представляет собой реакцию мозга на сенсорное раздражение, по длительности сопоставимую со временем обработки стимула. Связанные с событиями потенциалы мозга представляют собой широкий класс электрофизиологических феноменов, которые специальными методами выделяются из «фоновой», или «сырой», электроэнцефалограммы. Популярность методов ВП и ССП объясняется простотой регистрации и возможностью наблюдать активность многих областей мозга в динамике в течение длительного времени при выполнении любых по сложности задач.
Частная физиология центральной нервной системы — раздел , изучающий функции структур головного и спинного мозга, а также механизмы их осуществления.
К методам исследования функций центральной нервной системы относятся нижеперечисленные.
Электроэнцефалография — метод регистрации биопотенциалов, генерируемых головного мозга, при отведении их от поверхности кожи головы. Величина таких биопотенциалов составляет 1-300 мкВ. Они отводятся с помощью электродов, накладываемых на поверхность кожи головы в стандартных точках, над всеми долями мозга и некоторыми их областями. Биопотенциалы подаются на вход прибора электроэнцефалографа, который их усиливает и регистрирует в виде электроэнцефалограммы (ЭЭГ) — графической кривой непрерывных изменений (волн) биопотенциалов мозга. Частота и амплитуда электроэнцефалографических волн отражают уровень активности нервных центров. С учетом величин амплитуды и частоты волн выделяют четыре основных ритма ЭЭГ (рис. 1).
Альфа-ритм имеет частоту 8-13 Гц и амплитуду 30- 70 мкВ. Это относительно регулярный, синхронизированный ритм, регистрируемый у человека, находящегося в состоянии бодрствования и покоя. Он выявляется приблизительно у 90% людей, находящихся в спокойной обстановке, при максимальном расслаблении мышц, с закрытыми глазами или в темноте. Альфа-ритм наиболее выражен в затылочных и теменных долях мозга.
Бета-ритм характеризуется нерегулярными волнами с частотой 14-35 Гц и амплитудой 15-20 мкВ. Этот ритм регистрируется у бодрствующего человека в лобных и теменных областях , при открытии глаз, действии звука, света, обращении к испытуемому, выполнении им физических действий. Он свидетельствует о переходе нервных процессов к более активному, деятельному состоянию и повышению функциональной активности мозга. Смену альфа-ритма или других электроэнцефалографических ритмов мозга на бета-ритм называют реакцией десинхронизации, или активации.
Рис. 1. Схема основных ритмов биопотенциалов головного мозга (ЭЭГ) человека: а — ритмы, регистрируемые с поверхности кожи головы в покос; 6 — действие света вызывает реакцию десинхронизации (смену α-ритма на β-ритм)
Тета-ритм имеет частоту 4-7 Гц и амплитуду до 150 мкВ. Он проявляется при поздних стадиях засыпания человека и развитии наркоза.
Дельта-ритм характеризуется частотой 0,5-3,5 Гц и большой (до 300 мкВ) амплитудой воли. Он регистрируется над всей поверхностью мозга во время глубокого сна или наркоза.
Основную роль в происхождении ЭЭГ отводят постсинаптическим потенциалам . Считается, что на характер ЭЭГ-ритмов оказывает наибольшее влияние ритмическая активность пейсмекерных нейронов и ретикулярной формации ствола мозга. При этом таламус индуцирует в коре высокочастотные, а ретикулярная формация ствола мозга — низкочастотные ритмы (тета и дельта).
Метод ЭЭГ широко используется для регистрации нейронной активности в состояниях сна и бодрствования; для выявления очагов повышенной активности в мозге, например при эпилепсии; для исследования влияния лекарственных и наркотических веществ и решения других задач.
Метод вызванных потенциалов позволяет регистрировать изменение электрических потенциалов коры и других структур мозга, вызываемых стимуляцией различных рецепторных полей или проводящих путей, связанных с этими структурами мозга. Возникающие в ответ на одномоментное раздражение биопотенциалы коры носят волнообразный характер, длятся до 300 мс. Для выделения вызванных потенциалов из спонтанных электроэнцефалогических волн применяют сложную компьютерную обработку ЭЭГ. Эта методика используется в эксперименте и в клинике для определения функционального состояния рецепторной, проводниковой и центральной частей сенсорных систем.
Микроэлектродный метод позволяет с помощью тончайших электродов, вводимых в клетку или подводимых к нейронам, расположенным в определенной области мозга, регистрировать клеточную или внеклеточную электрическую активность , а также оказывать на них воздействие электрическими токами.
Стереотаксический метод позволяет вводить в заданные структуры мозга зонды, электроды с лечебной и диагностической целью. Их введение осуществляется с учетом трехмерных пространственных координат расположения интересующей структуры мозга, которые описаны в стереотаксических атласах. В атласах указывается под каким углом и на какую глубину относительно характерных анатомических точек черепа должны вводиться электрод или зонд для достижения интересующей структуры мозга. При этом голова больного фиксируется в специальном держателе.
Метод раздражения. Раздражение различных структур мозга чаще всего проводится с помощью слабого электрического тока. Такое раздражение легко дозируется, не вызывает повреждений нервных клеток и может наноситься многократно. В качестве раздражителей используются также различные биологически активные вещества.
Методы перерезок, экстирпации (удаления) и функциональной блокады нервных структур. Удаление структур мозга и их перерезки широко использовались в эксперименте в начальный период накопления знаний о мозге. В настоящее время сведения о физиологической роли различных структур ЦНС пополняются клиническими наблюдениями за изменением состояния функций мозга или других органов у больных, подвергшихся удалению или разрушению отдельных структур нервной системы (при опухолях, кровоизлияниях, травмах).
При функциональной блокаде производят временное выключение функций нервных структур путем введения веществ тормозного действия, воздействий специальных электрических токов, охлаждения.
Реоэнцефалография. Представляет собой методику исследования пульсовых изменений кровенаполнения мозговых сосудов. Она основана на измерении сопротивления нервной ткани электрическому току, которое зависит от степени их кровенаполнения.
Эхоэнцефалография. Позволяет определять локализацию и размеры уплотнений и полостей в мозге и костях черепной коробки. Эта методика основывается на регистрации ультразвуковых волн, отраженных от тканей головы.
Методы компьютерной томографии (визуализации). Основаны на регистрации сигналов от проникших в ткани мозга короткоживущих изотопов с помощью магниторезонансной, позитронно-эмиссионной томографии и регистрации поглощения проходящих через ткани рентгеновских лучей. Обеспечивают получение четкого послойного и трехмерного изображения структур мозга.
Методы исследования условных рефлексов и поведенческих реакций. Позволяют изучать интегративные функции высших отделов мозга. Эти методы подробнее рассмотрены в разделе интегративные функции мозга.
Современные методы исследования
Электроэнцефалография (ЭЭГ) — регистрация электромагнитных волн, возникающих в коре головного мозга при быстром изменении потенциалов корковых полей.
Магнитоэнцефалография (МЭГ) — регистрация магнитных полей в коре головного мозга; преимущество МЭГ над ЭЭГ связано с тем, что МЭГ не испытывает искажений от тканей, покрывающих мозг, не требует индифферентного электрода и отражает только источники активности, параллельные черепу.
Позитивно-эмиссионная томография (ПЭТ) — метод, позволяющий с помощью соответствующих изотопов, введенных в кровь, оценить структуры мозга, а по скорости их перемещения — функциональную активность нервной ткани.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — основана на том, что различные вещества, обладающие парамагнитными свойствами, способны в магнитном ноле поляризоваться и резонировать с ним.
Термоэнцефалоскопия — измеряет локальный метаболизм и кровоток мозга по его теплопродукции (недостатком его является то, что он требует открытой поверхности мозга, применяется в нейрохирургии).
Электроэнцефалография (ЭЭГ) – это регистрация суммарной электрической активности головного мозга. Электрические колебания в коре головного мозга обнаружены Р. Кетон (1875) и В.Я. Данилевский (1876). Запись ЭЭГ возможна как поверхности кожи головы, так и с поверхности коры в эксперименте и в клинике при нейрохирургических операциях. В этом случае она называется электрокортикограммой. Запись ЭЭГ производится с помощью биполярных (оба активны) или униполярных (активный и индифферентный) электродов, накладываемых попарно и симметрично в лобно-полюсных, лобных, центральных, теменных, височных и затылочных областях мозга. Кроме записи фоновой ЭЭГ используют функциональные пробы: экстероцептивные (световые, слуховые и др.), проприоцептивные, вестибулярные раздражители, гипервентиляция, сон. На ЭЭГ регистрируется четыре основных физиологических ритма: альфа-, бета-, гамма- и дельта- ритмы.
Метод вызванных потенциалов (ВП) – это измерение электрической активности мозга, возникающее в ответ на раздражение рецепторов, афферентных путей и центров переключения афферентной импульсации. В клинической практике ВП обычно получают в ответ на стимуляцию рецепторов, преимущественно зрительных, слуховых или соматосенсорных. ВП регистрируют при записи ЭЭГ, как правило, с поверхности головы, хотя их можно записать и с поверхности коры, а также в глубоких структурах мозга, например в таламусе. Методика ВП используется для объективного изучения сенсорных функций, процесса восприятия, проводящих путей мозга при физиологических и патологических состояниях (например, при опухолях мозга искажается форма ВП, уменьшается амплитуда, исчезают некоторые компоненты).
Функциональная компьютерная томография:
Позитронно-эмиссионная томография – это прижизненный метод функционального изотопного картирования мозга. Методика основана на введение в кровоток изотопов (O 15 , N 13 , F 18 и др.) в соединении с дезоксиглюкозой. Чем активнее участок мозга, тем больше поглощает он меченой глюкозы, радиоактивное излучение которой регистрируется детекторами, расположенными вокруг головы. Информация от детекторов поступает на компьютер, создающий на регистрируемом уровне «срезы» мозга, отражающее неравномерность распределения изотопа в связи с метаболической активностьюмозговых структур.
Функциональная магнитно-резонансная томография основана на том, что при потере кислорода гемоглобин приобретает парамагнитные свойства. Чем выше метаболическая активность мозга, тем больше объемный и линейный кровоток в данном участке мозга и тем меньше соотношение парамагнитного дезоксигемоглобина к оксигемоглобину. В мозге существует много очагов активации, что отражается в неоднородности магнитного поля. Этот метод позволяет выявить активно работающие участки мозга.
Реоэнцефалография основана на регистрации изменения сопротивления тканей переменному току высокой частоты в зависимости от их кровенаполнения. Реоэнцефалография позволяет косвенно судить о величине общего кровенаполнения мозга и его ассиметрии в различных сосудистых зонах, о тонусе эластичности сосудов мозга, состоянии внезапного оттока.
Эхоэнцефалография основана на свойстве ультразвука в разной степени отражаться от структур головы – ткани мозга и его патологических образований, ликвора, костей черепа и др. Кроме определения локализации некоторых структур мозга (особенно срединных) эхоэнцефалография благодаря использованию эффекта Доплера позволяет получить сведения о скорости и направлении движения крови в сосудах, участвующих в кровоснабжении мозга (Эффект Доплера - изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника или движением приёмника.).
Хронаксиметрия позволяет определить возбудимость нервной и мышечной тканей путем измерения минимального времени (хронаксии) при действии раздражителя удвоенной пороговой силы. Чаще определяют хронаксию двигательной системы. Хронаксия увеличивается при поражении спинальных мотонейронов, уменьшается при поражении двигательных нейронов коры. На ее величину влияет состояние структур ствола. Например таламуса и красного ядра. Можно также определить хронаксию сенсорных систем – кожной, зрительной, вестибулярной (по времени возникновения ощущений), что позволяет судить о функции анализаторов.
Стереотаксический метод позволяет с помощью устройства для точного перемещения электродов во фронтальном, сагиттальном и вертикальном направлениях ввести электрод (или микропипетку, термопару) в различные структуры головного мозга. Через введенные электроды можно регистрировать биоэлектрическую активность данной структуры, раздражать или разрушать ее, через микроканюли вводить химические вещества в нервные центры или желудочки мозга.
Метод раздражения различных структур ЦНС слабым электротоком с помощью электродов или химическими веществами (растворы солей, медиаторов, гормонов), подводимыми с помощью микропипеток механическим способом или с использованием электрофореза.
Метод выключения различных участков ЦНС можно производить механическим, электролитическим путем, используя замораживание или электрокоагуляцию, а также узконаправленным пучком или вводя снотворные вещества в сонную артерию, можно обратимо выключать некоторые отделы головного мозга, например большое полушарие.
Метод перерезки на разных уровнях ЦНС в эксперименте можно получить спинальный, бульбарный, мезэцефальный, диэнцефальный, декортицированный организмы, расщепленный мозг (операция комиссуротомии); нарушить связь между корковой областью и нижележащими структурами (операция лоботомии), между корой и подкорковыми структурами (нейронально изолированная кора). Этот метод позволяет глубже понять функциональную роль как центров, расположенных ниже перерезки, так и отключаемых высших центров.
Патологоанатомический метод – прижизненное наблюдение за нарушением функций и посмертное исследование мозга.
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-20