Основы психофизиологии
Шрифт:
Регистрация импульсной активности нервных клеток. Одним из показателей активности нейронов являются потенциалы действия – электрические импульсы длительностью несколько мс и амплитудой до нескольких мВ (рис. 3).
Рис. 3. А – принципиальная схема регистрации импульсной активности нейрона: 1 – нейрон (увеличен) и кончик отводящего электрода; 2 – микроманипулятор (в разрезе); 3 –
Современные технические возможности позволяют регистрировать импульсную активность нейронов у животных в свободном поведении и сопоставлять эту активность с различными поведенческими показателями. При операциях мозга регистрируют импульсную активность нейронов у человека. Регистрация производится с помощью специальных металлических или стеклянных отводящих микроэлектродов (Марютина Т. М., Кондаков И. М., 2004).
Электроэнцефалография – неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путем регистрации его биоэлектрической активности, изображаемой при помощи электроэнцефалограммы (рис. 4).
В каждый момент времени ЭЭГ отражает суммарную электрическую активность клеток коры мозга. ЭЭГ имеет высокое временное разрешение. Ее показатели меняются при изменении функционального состояния, а также во время некоторых клинических случаев, например при эпилептическом припадке.
ЭЭГ отражает колебания во времени разности потенциалов между двумя электродами. Отводящие электроды располагаются по международной схеме «10–20» (потребность сопоставления электроэнцефалографических результатов, полученных у людей с разными размерами головы в разных лабораториях и в разных странах, привела к созданию единой стандартной системы наложения электродов).
Рис. 4. Проведение ЭЭГ головного мозга
Существуют два способа регистрации ЭЭГ – биполярный и монополярный. При биполярном отведении (в клинике) регистрируется разность потенциалов между двумя активными электродами. В психофизиологических исследованиях общепринятым считается метод монополярного отведения. При монополярном отведении регистрируется разность потенциалов между различными точками на поверхности головы по отношению к какой-то одной индифферентной точке (сосцевидный отросток черепа и др.).
В норме регистрируются следующие типы спонтанных колебаний:
Дельта-ритм – колебания с частотой 0,5–3,5 Гц и амплитудой 250–300 мкВ; наблюдается при глубоком сне и наркозе; зона появления дельта-волн варьирует.
Тета-ритм – колебания частотой 4–8 Гц, амплитудой 100–150 мкВ; регистрируется во время засыпания, поверхностного сна и неглубоком наркозе. Колебания приурочены к фронтальным зонам, но наиболее выражены в гиппокампе.
Альфа-ритм – волны с частотой 8-13 Гц и амплитудой 50 мкВ, регистрируются при закрытых глазах в состоянии бодрствования и полного покоя. Регистрируется в затылочной и теменной областях.
Бета-ритм – волны частотой 14–30 Гц, амплитудой 20–25 мкВ; наблюдается при деятельности мозга и учащается по мере повышения интенсивности умственной работы. Появляется, если пациент открывает глаза (называется блокадой альфа-ритма). Локализован в прецентральной и фронтальной коре.
Гамма-ритм: частота 30-170 (до 500) Гц, амплитуда около 2 мкВ. Наблюдаются в прецентральной, фронтальной, височной, теменной
На рис. 5 представлены основные ритмы ЭЭГ.
Рис. 5. Основные ритмы ЭЭГ
Магнитоэнцефалография – регистрация магнитных полей неконтактным способом; она позволяет получить так называемую магнитоэнцефалограмму (МЭГ). На рис. 6 представлен современный магнитоэнцефалограф.
Активность мозга сопровождается слабыми электрическими токами, которые создают магнитные поля. МЭГ регистрируют с помощью сверхпроводящего квантового интерференционного устройства – магнитометра. Предполагается, что если ЭЭГ больше связана с радиальными по отношению к поверхности коры головного мозга источниками тока (диполями), что имеет место на поверхности извилин, то МЭГ больше связана с тангенциально направленными источниками тока, которые расположены в корковых областях, образующих борозды. Если исходить из того, что площадь коры головного мозга в бороздах и на поверхности извилин приблизительно одинакова, то несомненно, что значимость МЭГ при изучении активности мозга сопоставима с ЭЭГ. Поскольку электрическое и магнитное поля взаимоперпендикулярны, то при одновременной регистрации этих полей создается взаимодополняющая информация об исходном источнике генерации тех или иных потенциалов. МЭГ позволяет дополнять информацию об активности мозга, получаемую с помощью электроэнцефалографии.
Рис. 6.Современный магнитоэнцефалограф
На рис. 7 представлен один из вариантов результата исследования МЭГ.
Потенциалы, связанные с событиями (ССП) – широкий класс электрофизиологических феноменов, которые выделяют из фоновой ЭЭГ. В характеристиках ССП проявляется связь активности мозга с событиями во внешней среде (ВП), во внешне наблюдаемом поведении испытуемого (моторные потенциалы) и с психологическими характеристиками активности испытуемого (потенциалы готовности). К амплитудно-временным характеристикам волны или компонента относят: полярность (позитивная или негативная);
длительность;
латентный период начала отклонения или его пика по отношению к моменту появления события;
амплитуда от «нулевой линии».
Рис. 7. Результат исследования МЭГ
Вызванные потенциалы (ВП) выделяют из фоновой ЭЭГ после многократного предъявления стимула. На рис. 8 представлены схематизированные эндогенные компоненты ВП.
Рис. 8. Схематизированные эндогенные компоненты ВП
Окулография — регистрация движений глаз. Амплитуда движения глаз определяется в угловых градусах.
К микродвижениям, направленным на сохранение местоположения глаз в орбите, относят тремор (мелкие, частые колебания), дрейф (медленное, плавное перемещение глаз, прерываемое микроскачками) и микро-саккады (быстрые движения).