Особенности биоэлектрической картины мозга у правшей и левшей при разном уровне здоровья

Теоретическая и экспериментальная

медицина

УДК 612.825.2-073.97 А.А. Баркар, Л.Д. Маркина

ОСОБЕННОСТИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МОЗГА У ПРАВШЕЙ И ЛЕВШЕЙ ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ЗДОРОВЬЯ

Владивостокский государственный медицинский университет, 690072, пр-т Острякова, 2а, тел. 8-(4232)-45-42-89, г. Владивосток

Резюме

Работа посвящена изучению биоэлектрической картины мозга у правшей и левшей, с анализом альфа-ритма и мю-ритма при разном уровне здоровья. Тип адаптационной реакции и уровень реактивности диагностировали по программе «Антистресс», с последующим определением соответствующего уровня здоровья. Анализ биоэлектрических потенциалов мозга показал, что значения общего уровня пространственной синхронизации для альфа-ритма и мю-ритма у правшей и левшей при разных адаптационных реакциях отличаются друг от друга. Гиперпродукция мю-ритма на фоне снижения индекса альфа-ритма при низких (Ш-IV) уровнях здоровья являются отражением эмоционально-вегетативной дисфункции и преобладают в группе левшей.

Ключевые слова: правши и левши, адаптационная реакция, альфа-ритм, мю-ритм.

A.A. Barkar, L.D. Markina

FEATURES OF THE BIOELECTRIC PICTURE OF THE BRAIN AT RIGHT-HANDED PERSONS AND LEFTHANDERS AT DIFFERENT LEVEL OF HEALTH

Vladivostok State Medical University, Vladivostok Summary

The work is devoted to studying of a bioelectric picture of a brain in right and left handed persons with different level of health, with the analysis of an alpha rhythm and a mu-rhythm. The analysis of bioelectric potentials of a brain has shown that values of the general level of spatial synchronization for an alpha rhythm and a mu-rhythm in right-handed persons and lefthanders under different adaptable reactions differ. Hyper production of a mu-rhythm against decrease in the index of an alpha rhythm at low (Ш-IV) health levels manifest emotional-vegetative dysfunction and prevail in the group of lefthanders.

Key words . right-handed persons and lefthanders, adaptable reaction, an alpha rhythm, a mu-rhythm.

Реакция организма в процессе взаимодействия с факторами окружающей среды протекает по-разному, в зависимости от силы воздействующего фактора, времени воздействия и адаптационных возможностей организма, которые определяются наличием функциональных ресурсов. Имеются данные о разных стратегиях адаптации людей с неодинаковыми профилями функциональной межполушарной асимметрии: со-

циальные стрессоры лучше переносят лица с правым профилем, а природные - с левым; в комфортных кли-матогеографических условиях стереотипной среды преимущество получают правополушарные индивиды, а в экстремальных, постоянно изменяющихся условиях окружающей среды, более эффективны люди с левым и симметричным профилями [9]. Центральная нервная система является главным звеном в цепи фор-

мирования общих неспецифических адаптационных реакций [6], каждой из которых соответствует свой уровень функциональной активности организма. Формирование интегративных межцентральных связей коры и субкортикальных структур создает стабильную морфофункциональную основу для оптимизации приспособительных реакций организма [4]. Использование электроэнцефалографии (ЭЭГ) при анализе межполушарной асимметрии существенно дополняет общую картину различий правшей и левшей. Полу-шарные различия когерентных характеристик ЭЭГ у правшей и левшей, описанные различными исследователями, по характеру неоднородны и противоречивы, что обусловлено разными методическими подходами [3]. По данным различных источников при анализе биоритмов в группах правшей и левшей не обнаружилось статистически значимых межполушарных различий, они выявлялись только в диапазоне альфа-ритма. Анализ ЭЭГ человека, проведенный в динамике, показал, что соотношение мощности альфа-ритма в затылочных отведениях к его мощности во фронтальных отведениях зависит от типа адаптационной реакции организма [6]. Помимо альфа-ритма, используемого при анализе функциональной асимметрии, выявлены аналогичные закономерности в отношении мю-ритма (сенсомоторного). Однако данных литературы по этому вопросу недостаточно.

В связи с этим целью настоящего исследования явилось изучение биоэлектрической картины мозга при разных адаптационных реакций у правшей и левшей с анализом альфа-ритма и мю-ритма.

Материалы и методы

В работе представлены результаты обработки электроэнцефалограмм 260-ти человек разного пола в возрасте от 20-ти до 40-ка лет. Обследуемую группу распределили по возрасту (20-29 лет - 150 человек; 30-40 лет - 110 человек) и по индивидуальному профилю латеральной организации. Обследование проводилось в первой половине дня (с 10-ти до 12-ти часов) и включало: определение индивидуального профиля латеральной организации [5] с оценкой уровня здоровья у правшей и левшей на основании результатов тестирования по компьютерной программе «Антистресс» [2] и регистрацией биоритмов мозга с помощью ЭЭГ Метод определения индивидуального профиля латеральной организации включал оценку характера моторных асимметрий - определение степени правшества-лев-шества по моторному доминированию руки и ноги, а также сенсорных асимметрий - определение ведущего глаза и уха. Вычисляли коэффициент моторной, тактильной и слуховой асимметрии по формуле: К=(Еп-Е )/(Е +Е +Е )х100 [5], где Е - количество функций, доминирующих с правой стороны, Ел - с левой, Ео - количество симметричных функций. Коэффициент выше 15 означал правосторонность, от 15 до (-15) - симметрию, ниже (-15) - левосторонность. Тип адаптационной реакции и уровень реактивности определялись по компьютерной программе «АнтиСтресс». По программе «АнтиСтресс» диагностировался один из 4-х типов адаптационной реакции: реакция тренировки; реакции активации (реакция спокойной активации и реакция

повышенной активации); реакция переактивации; реакция стресса; а также один из 4-х типов уровня реактивности: высокий, средний, низкий, очень низкий. Затем полученный тип адаптационной реакции и уровень реактивности анализировались по таблице «Категории состояния адаптационных механизмов соответственно типам адаптационных реакций и уровня реактивности организма» с определением соответствующего уровня здоровья (табл. 1) [7]. Затем проводилась запись ЭЭГ, длительностью 30 мин., в состоянии активного и пассивного бодрствования с функциональными пробами. Регистрация ЭЭГ осуществлялась на 21-канальном компьютерном электроэнцефалографе «Нейроскоп420А» фирмы «biola» (Россия) при расположении электродов по международной системе «10-20», с записью в монополярном и биполярном монтаже с объединенным референтным электродом. Функциональные пробы включали реакцию активации, ритмическую фотостимуляцию 2-30 Гц и гипервентиляцию (3 мин.). Затем определяли область доминирования моторной коры с неполной блокадой мю-ритма во время сенсомоторной пробы, с расчетом коэффициентов амплитудной и частотной асимметрии мю-ритма (заявка № 2011123912/14(035309) дата приоритета 10/06/2011). Коэффициент частотной и амплитудной асимметрии рассчитывали по формуле: KA=(R(N - N )л. - R(N - N. )п.) / (R(N

4 4 max. mm/ 4 max. mm/ y 4 4 max.

- N . )л. + R(N - N )п.) x 100 %, где КА - коэф-

min/ 4 max. min/ y 1

фициент асимметрии, R=(Nmax-Nmin) - разность между максимальной (N ) и минимальной (N ) точками

max. min.

внутри интервала 3 сек. в центральных отведениях, рассчитываемая автоматически по программе «Нейроско-п420А»; л. - левое полушарие, п. - правое полушарие. Асимметрия мощности в альфа диапазоне рассчитывали по формуле: К = P / P , где Р - мощность самого

1 1 J асс л пр л

высокого пика в левых затылочных отведениях, Рпр - в правых. При значениях коэффициента асимметрии > 1,1 альфа-ритм доминирует в левом полушарии, < 0,9 - в правом полушарии, от 0,9 до 1,1 означает симметрию альфа-ритма. Также рассчитывалась асимметрия вну-триполушарных коэффициентов корреляции биопотенциалов. Из коэффициента корреляции, вычисленного для потенциалов точек левого полушария, вычитали коэффициент корреляции, полученный для потенциалов симметричной пары точек правого полушария. Статистическая обработка проводилась с помощью программы «NeiroScop420A», Excel, Statistica 6.

Таблица 1

Категории состояния адаптационных механизмов соответственно типам адаптационной реакции и уровню реактивности

Уровень здоровья Адаптационные реакции Общее состояние

I РТ, А УР; РСА, А УР; РПА, А и В УР Отличное, хорошее

II РТ, В УР; РСА, В УР; РПА, С УР Удовлетворительное

III РС, А и В УР; РСА, С и D УР; РПА, D УР; РП, С УР; РТ, С УР Легкое или умеренное нарушение здоровья

IV РТ, D УР; РС, С и D УР; РП, D УР Значительное нарушение здоровья

Примечание. РПА - реакция повышенной активации, РСА - реакция спокойной активации, РТ - реакция тренировки, РП - реакция

переактивации, РС - реакция стресса, А - высокий, В - средний, С

- низкий, D - очень низкий, УР - уровень реактивности.

Результаты и обсуждение

По результатам тестирования выявлено, что коэффициент моторной асимметрии достигает 52,1±3,6 балла, Ме - 60,0 баллов, Мо - 60,0. Коэффициент тактильной асимметрии (-12,5) ± 6,3 балла, Ме - 0,0 баллов, Мо - (-50,0). Коэффициент слуховой асимметрии составляет 6,1 ± 5,5 баллов, М - 0,0 балла, М - 0,0.

ео

Коэффициент моторной асимметрии выявил больше праворуких, чем отдельные пробы (к=0,59, р>0,05, доверительный интервал 0,38-0,68). Из 260 обследуемых по результатам тестирования 207 человек правши, а 53 (29 амбидекстры и 24 левши). При тестировании обследуемой группы с помощью программы «Антистресс» выявлены следующие типы адаптационных реакций: реакция повышенной активации диагностирована в 3 % случаев с высоким и средним уровнем реактивности, а в 12 % - с низким и в 1 % с очень низким уровнями реактивности; реакция спокойной активации выявлена в 13 % случаев с высоким, в 24 %

- со средним и в 8 % с низким и очень низким уровнем реактивности; реакция тренировки составила в 7 % случаев высокий, в 16 % - средний и в 1 % - очень низкий уровень реактивности; реакция стресса с высоким и средним уровнями реактивности диагностирована в 5 % случаев, а с низким и очень низким - в 4 % случаев; реакция переактивации определена в 4 % с низким и в 2 % с очень низким уровнем реактивности. Адаптационные реакции были распределены на группы, в зависимости от уровня здоровья (табл. 1): 1-й уровень здоровья зарегистрирован в 23 %, 11-й уровень здоровья - в 52 %, Ш-й уровень здоровья - в 18 % и 1У-й уровень здоровья - в 7 %. Анализ биоэлектрических потенциалов мозга показал, что значения общего уровня пространственной синхронизации для альфа-ритма и мю-ритма у правшей и левшей при разных адаптационных реакциях отличаются друг от друга (табл. 2). При 1-м и 11-м уровнях здоровья: реакция мю-ритма на функциональные пробы была активная, после проб мю-ритм восстанавливался полностью, на ОГ и РФС наблюдалось снижение амплитуды, без контрлатерального подавления мю-ритма в центральных отделах при сжимании доминирующей руки в кулак; а при Ш-м уровне здоровья мю-ритм в центральных отделах встречался фрагментами, на фоне нарастании индексов бета-ритма и тета-ритма, во время функциональных проб - с ирритацией в лобные отделы, после прекращения функциональных проб мю-ритм не восстанавливался, а при 1У-м уровне здоровья - мю-ритм замещался быстрыми ритмами в бета-1 и 2 диапазонах с включением ирритативных тета-волн, но без видимой реакции по спектрограмме на функциональные пробы. Анализ биоэлектрических потенциалов мозга показал, что значения общего уровня пространственной синхронизации для альфа-ритма и мю-ритма при разных адаптационных реакциях отличаются друг от друга. Наибольшие значения синхронизации корковых биопотенциалов в альфа диапазоне в состоянии спокойного бодрствования были выявлены при реакциях активации, а в мю-диапазоне - при реакции стресса и

реакции переактивации. Мю-ритм в центральных отделах блокировался контралатерально сжатой в кулак руке при сенсомоторной пробе и мало реагировал на фотостимуляцию, а альфа-ритм, наоборот, блокировался при открывании глаз, без реакции на сенсомотор-ную пробу. В группе правшей 20-40 лет (мужчины и женщины) с Ш-м уровнем здоровья доминировал Ш-й тип ЭЭГ: «плоский» с десинхронизацией биоритмов, без распространенной синхронизации медленно-волновой активности на функциональные пробы; альфа-ритм регистрировался фрагментами, преобладал по индексу в начале обследования, слабой модуляции и низкой амплитуды (до 21 мкВ), по амплитудно-частотным параметрам преобладал слева. В отличие от альфа-ритма, мю-ритм регистрировался более устойчиво в виде заостренных аркообразных веретен с элементами ирритации в передние отделы без выраженной реакции на моторную пробу, а на фоне гипервентиляции фрагменты мю-ритма увеличивались по амплитуде на 2-7 мкВ. В группе левшей 20-40 лет преобладали 11-й и Ш-й уровни здоровья, на ЭЭГ - регистрировалась синхронизация биоритмов в диапазоне альфа и тета ритмов, с частотным замедлением альфа-ритма (на 1-3 кол./с) и нарастанием гиперсинхронизации во время гипервентиляции. В картине ЭЭГ при реакции спокойной активации с низким и очень низким уровнями реактивности, а также при реакции стресса с низким уровнем реактивности наблюдали отличия в виде уменьшения индекса альфа-ритма с усилением бета-ритма и мю-ритма в префронтальных отделах (центрально-теменно-височно-лобных), что указывает на зависимость мю-ритма от психоэмоционального напряжения, более выраженную в группе левшей. Дисперсионный однофакторный анализ подтверждает значимость связи ^=5,75; р=0,01).

Таблица 2

Особенности регистрации альфа- и мю-ритма по областям в зависимости от уровня здоровья у правшей и левшей

Ритм УЗ Правши Левши

Уровень здоровья I II III IV I II III IV

Альфа-ритм 01 Р3-01 РТ3-4 Т3-4 02 Р4-02 Р^

Мю-ритм С3 С3-Р3 С3^3 F3 С4 С4-Р4 Fz

Примечание. УЗ - уровень здоровья, О - затылочная, Р - теменная, Т - височная, С - центральная, F - лобная область (четные - правые, нечетные - левые отделы).

Выводы

Таким образом, проведенное исследование позволило сделать вывод, что электрофизиологические показатели функционального состояния центральной нервной системы и организма в целом коррелируют с развитием в организме общих неспецифических адаптационных реакций. При развитии таких реакций, как тренировка и активация, показатели пространственной синхронизации альфа-ритма достоверно выше, чем при реакции стресса. При реакции стресса, на фоне снижения индекса и замедления альфа-ритма, с нарастанием бета-активности, наблюдается усиление выра-

женности (до гиперпродукции) мю-ритма (индикатора гипервозбудимости), а гиперпродукция мю-ритма на фоне снижения индекса альфа-ритма при низких (III-

IV) уровнях здоровья являются отражением эмоционально-вегетативной дисфункции (с преобладанием в группе левшей).

Литература

1. Гаркави Л.Х., Уколова М.А., Квакина Е.Б. Закономерность развития качественно отличающихся общих неспецифических адаптационных реакций организма / Диплом на открытие № 158 Комитета совета министров СССР по делам изобретений и открытий // Открытия в СССР. - М., 1975. - № 3. - С. 56-61.

2. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Реакция активации как путь к здоровью через процессы самоорганизации. - М.: Имедис, 1998. -С. 129-656.

3. Голдстайн Л. Характеристика дифференциальной полушарной ЭЭГ активации у право- и леворуких. Леворукость, антропоизометрия и латеральная адаптация. - Москва—Ворошиловград, 1985. - С. 12-41.

4. Дмитриева Н.В. Электрофизиологические механизмы развития адаптационных процессов // Физиология человека. - 2004. - Т. 30. - № 3. - С. 35-44.

5. Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н. Левши. - М. : Медицина, 1977. - С. 78-359.

6. Коробейникова Е.П. Изменения альфа-ритма человека при общих неспецифических адаптационных реакциях, вызванных ПеМП / Применение лазеров и магнитов в биологии и медицине. - Ростов-н/Д., 1983.

- C. 64-65.

7. Маркина Л.Д., Маркин В.В. Прогнозирование развития дезадаптационных состояний и алгоритм их эффективной коррекции // Тихоок. мед. журн. - 2008.

- № 3. - С. 30-36.

8. Святогор И.А., Моховникова И.А. Оценка нейрофизиологических механизмов дезадаптационных расстройств по паттернам ЭЭГ // Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. - 2005. - Т. 55. - № 2. - С. 178-188.

9. Леутин В.П., Николаева Е.И. Функциональная асимметрия мозга: мифы и действительность. - СПб : Речь, 2005. - С. 113-152.

Координаты для связи с авторами: Баркар Алина Аркадьевна - аспирантка кафедры нормальной физиологии ВГМУ, врач функциональной диагностики, невролог 2-й категории, тел. +7-914-662-09-16, e-mail: dr. abarkar@ gmail.com; Маркина Людмила Дмитриевна - доктор мед. наук, профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии ВГМУ, тел. 8-(4232)-45-42-89.

УДК 616.831.31-053.1-092.9:599.323:546.815.001.8 Б.Я. Рыжавский1, О.А. Лебедько12, И.Р. Еременко1, Е.В. Васильева1, О.В. Демидова1

ВЛИЯНИЕ СВИНЦА В МОЛОЧНОМ ПЕРИОДЕ ОНТОГЕНЕЗА НА МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ, ГИСТОХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗВИТИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА

'Дальневосточный государственный медицинский университет, 680000, ул. Муравьева-Амурского,35, тел. 8-(4212)-32-63-93, e-mail:nauka@mail.fesmu.ru;

2Институт охраны материнства и детства СО РАМН, 680022, ул. Воронежская, 49, кор. 1, e-mail: iomid@yandex.ru, г. Хабаровск

Резюме

Исследован головной мозг 40-дневного потомства самок, которым в первые 10 дней после родов в воду добавляли нитрат свинца (концентрация - 0,5 %). Подопытные животные разного пола имели уменьшенную массу мозга и полушария. Толщина коры собственно теменной доли была достоверно меньше, чем в контроле. Среди нейронов неокортекса часто встречались «темные», имевшие пикнотизированную цитоплазму и ядро. Концентрация суда-нофильных липидов в молекулярном слое коры и белом веществе полушарий у них была достоверно снижена, что свидетельствует о замедлении миелинизации. Содержание гидроперекисей липидов было существенно повышено, наблюдалось ускорение образования и накопления перекисных радикалов. При этом регистрировалось ослабление антиоксидантной и антирадикальной защиты, снижение перекисной резистентности.

Ключевые слова: мозг, кора, свинец, липиды, свободнорадикальное окисление.