Использование нейрофизиологических критериев для прогноза успешности управления тонусом мозговых сосудов с помощью биологической обратной связи

ков 9 классов - 1,04 слева и 1,06 справа. Изменение этого показателя указывает на увеличение продольного свода стопы у детей со сколиозом.

Количество детей с продольной формой плоскостопия с возрастом уменьшается. Если в 1 классе изменения в среднем отделе стопы отмечались у 32 человек, то в 9 классе - у 18.

В процессе возраста отмечается уменьшение угла НС'К. И если у учащихся 1 классов он составляет в среднем 17,8° слева и 16,9° справа, то у школьников 9 классов - 12, 15° и 11, 13° соответственно.

Темпы увеличения средней общей площади подошвенной поверхности стопы у детей со сколиозом с 1 по 3 классы незначительны, однако к 5 классу отмечается некоторый скачок, а еще большее увеличение его отмечается в 8 классе. Общая площадь подошвенной поверхности правой стопы у детей 1-8 классов больше, чем таковая левой стопы. Средние показатели площади переднего отдела стопы имеют аналогичные тенденции. Среднее значение площади среднего отдела стопы у детей с 1 по 3 класс уменьшается, затем происходит постепенное его увеличение с достижением максимальных показателей у школьников 8 класса. Темпы изменений средней площади заднего отдела стопы не столь выражены. Увеличение этого показателя вплоть до 5 класса не наблюдается. Скачок увеличения пло-

щади этого отдела наблюдается лишь у школьников 8 класса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У детей с 1 по 9 классы отмечается постепенное увеличение длины стопы. Темп увеличения высоты стопы у школьников со сколиозом отмечается с 1 по 2 класс, затем до 8 класса высота стопы остается без динамики и только у учащихся 9 класса происходит дальнейшее ее увеличение. Динамика роста переднего отдела левой стопы у школьников с 1 по 9 классы несколько опережает темпы роста этого же отдела стопы противоположной конечности. С процессом возраста у детей со сколиозом отмечается увеличение отклонения как 1 пальца кнаружи, так и приведение 5 пальца. Наибольшее отклонение 1 пальца отмечено слева у школьников 3 класса, а 5 пальца справа - у школьников 9 класса. У детей со сколиозом в процессе их роста отмечается уменьшение коэффициента К, что свидетельствует об увеличении продольного свода стопы. В процессе возраста у детей со сколиозом отмечается уменьшение угла НС'К, что свидетельствует о тенденции к вальгизированию пяточной кости.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кашуба В.А. Биомеханика осанки. -Олимпийская литература, 2003. - 166 с.

Киев:

Gavrikov K.V., Perepelkin A.I., Krayushkin A.I., Kaluzhsky S.I., Babaytzeva N.S. Evaluation of morphofunctional state of feet in scoliotic children // Vestnik of Volgograd State Medical University. - 2005. - № 2. - P. 5-8.

The new technology for investigation of morphological and functional states of the foot was usied. The computer-aided system for investigation of longitudinal and transverse foot arch was elaborated. The complex consists of a special scanner and a program for receiving a foot image as wellas analysis and distribution of diagnostic data. 136 school children with scoliosis were observed using this technology.

УДК 612.8:612.133.33:612.821

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ ДЛЯ ПРОГНОЗА УСПЕШНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ТОНУСОМ МОЗГОВЫХ СОСУДОВ С ПОМОЩЬЮ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

А.Н. Долецкий

Кафедра нормальной физиологии ВолГМУ

Проводилась проверка гипотезы о зависимости успешности управления тонусом церебральных сосудов с биологической обратной связью от индивидуальных нейрофизиологических особенностей человека. Проведенное исследование показало наличие межгрупповых различий по амплитуде дельта-активности и индексу мощности дельта- и альфа-ритмов электроэнцефалограммы (ЭЭГ), а также по амплитуде волны P3 когнитивных вызванных потенциалов.

Биологическая обратная связь (БОС) используется в настоящее время для повышения адаптации и коррекции регуляторных дисфункций. Как и любой другой метод, БОС имеет свои

показания и противопоказания, а также выраженные индивидуальные различия эффективности [1, 12]. Однако в отношении биоуправления с обратной связью по показателям тонуса церебральных сосудов критерии прогнозирования эффективности отсутствуют. При том, что БОС-тре-нинг требует больших временных затрат, неэффективное использование может привести к дискредитации метода.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Найти критерии прогнозирования успешности обучения произвольного управления тонусом мозговых сосудов с использованием БОС.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Успешность произвольной регуляции тонуса церебральных сосудов определялась у 42 испытуемых. Дизайн исследования разрабатывался, исходя из общих рекомендаций по проведению тренингов с БОС [7]. С каждым обследуемым проводилось 9 еженедельных сеансов биоуправления. Сеанс состоял из 5-10 трехминутных сессий с отдыхом в течение одной минуты после сессии. Перед началом сеансов БОС все обследуемые получали стандартную инструкцию, в которой ставилась задача найти и закрепить такое состояние, при котором происходит уменьшение величины интегрального показателя мозгового кровотока (ИПК), что свидетельствовало о гипотензивной реакции резистивных артерий головного мозга [4]. Об эффективности выполнения задания тестируемый узнавал по изменению положения и цвета линии, предъявляемой на экране компьютера в режиме реального времени.

Для объективной характеристики обследуемых предварительно проводился комплекс исследований, который можно разделить на три группы: регистрация характеристик биоэлектрической активности мозга; определение параметров психоэмоциональной сферы; выявление особенностей вегетативного реагирования.

Исследование биоэлектрической активности проводилось с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и метода когнитивных вызванных потенциалов (ВП), используемого в качестве объективной оценки кратковременной памяти, способности к обработке информации, уровня внимания [3, 7]. Регистрация осуществлялась с помощью полиграфа "Энцефалан-131" (Медиком, г. Таганрог) в состоянии покоя при наложении электродов по международной системе "10-20". Проводился анализ топографических карт, рассчитывались усредненные амплитудно-частотные характеристики в пределах основных частотных диапазонов. Запись ВП осуществлялась при подаче звуковых стимулов, анализировались амплитудные и временные характеристики ответа в центральном отведении (Рг). Достоверность различий проверялась с помощью непараметрического (7-кри-терия Манна-Уитни для несвязанных выборок.

Для определения параметров психоэмоциональной сферы нами использовались личностный опросник Айзенка, методика многостороннего исследования личности (ММР1), цветовой тест Люшера, опросник для определения уровня внушаемости [4, 5]. На основании всех перечисленных методик представлялось возможным создать развернутую характеристику личности исследуемого, описывающую не только психоэмоциональное состояние в данный момент, но и позволяющую судить о врожденных характерологических особенностях.

Оценка вегетативной реактивности проводилась с помощью проведения вариационной пульсометрии [1].

Для получения групп обследуемых, максимально различающихся между собой по способности к саморегуляции тонуса церебральных сосудов, был использован кластерный анализ методом К-средних. В качестве кластеризующих факторов были выбраны значения продолжительности изменений интегрального показателя мозгового кровотока на всех этапах БОС-тренинга.

Для выявления различий между кластерами использовался метод попарного сравнения несвязанных выборок, позволяющий свести к минимуму влияние на анализируемую связь остальных показателей.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные результаты свидетельствуют о возможности разделения всех лиц по способности к обучению регуляции тонуса церебральных сосудов на группы "высокообучаемых", "сред-необучаемых" и "низкообучаемых" (см. табл.).

Группы с различной успешностью БОС не отличались по подавляющему большинству психологических параметров. Значимыми оказались только более высокие результаты по шкале ги-пертимности (Ма) ММР1 у "высокообучаемых" лиц по сравнению с лицами, показавшими среднюю обучаемость управлению тонусом мозговых сосудов с биологической обратной связью. У лиц первой группы отмечается также тенденция к преобладанию более высоких значений Ма (нижний квартиль (НК), медиана (Ме) и верхний квартиль (ВК) составили 66,5; 71,5 и 75,5 баллов соответственно) по сравнению с группой низкообучае-мых (НК = 55,0; Ме = 68,0; ВК = 75,0 баллов), не достигающая, однако, уровня значимости. Повышенные значения по шкале Ма в первой группе свидетельствуют о том, что для лиц этого типа характерны эмоциональная яркость, реалистическое, образное мышление и отсутствие приверженности к жесткой схеме [5].

Полученные в результате амплитудно-частотного анализа эЭг данные, представленные в таблице, свидетельствовали о наличии достоверных различий характера суммарной биоэлектрической активности мозга в группах с различной успешностью обучения управлению тонусом мозговых сосудов в процессе БОС-тренингов. Наибольшие межгрупповые различия наблюдались по амплитуде активности в дельта-диапазоне. При этом первая группа (состоящая из лиц, наиболее успешно освоивших управление церебральным сосудистым тонусом с БОС) характеризовалась наименьшей амплитудой дельта-волн (НК = 40; Ме = 40; ВК = 45 мкВ), а наибольшая выраженность активности в данном частотном диапазоне отмечалась в группе исследуемых, имевших умеренную успешность освоения навыков саморегуляции с БОС (НК = 110; Ме = 145; ВК = 165 мкВ). Подобные межгрупповые различия были отмечены и в отношении индекса

Показатели выраженности основных личностных характеристик у лиц с различной успешностью обучения БОС по параметрам церебральной гемодинамики

Таблица

Показатели Высокообучаемые (n = 8) Среднеобучаемые (n = 19) Низкообучаемые (n = 15) Р-уровень

НК Ме ВК НК Ме ВК НК Ме ВК

ИПК до тренинга, усл.ед. 110,7 132,6 146,4 141,7 152,4 176,9 132,5 148,9 165,6 -

длительность изменения ИПК, % 7,9 25,1 38,4 5,0 7,9 8,3 1,0 0,4 2,4 p1-3 = 0,0005 p2-3 = 0,0005

MMPI

Ma 66,5 71,5 75,5 58,0 63,0 68,0 55,0 68,0 75,0 p1-2 = 0,04

ЭЭГ

Амплитуда дельта-ритма, мкВ 40,0 40,0 45,0 110,0 145,0 165,0 70,0 80,0 110,0 p1-2 = 0,021 p1-3 = 0,006

Мощность дельта-ритма, % 19,1 29,1 42,3 62,0 63,4 65,4 30,4 50,1 66,4 p1-2 = 0,021

Мощность альфа-ритма, % 28,4 46,2 62,0 10,4 11,3 15,0 17,4 30,2 42,4 p1-2 = 0,034 p2-3 = 0,033

Когнитивные вызванные потенциалы

Латентность P3, мсек. 300,0 309,5 322,0 288,0 306,0 306,0 300,0 347,0 400,0 -

Амплитуда P3, мкВ 4,3 5,3 9,7 3,9 3,9 4,7 5,5 8,0 12,5 p2-3 = 0,027

Примечание. НК - нижний квартиль, Ме - медиана, ВК - верхний квартиль.

мощности дельта-волн, отражающего вклад ритмов в данном частотном диапазоне в формирование биоэлектрической активности. Альфа-активность, наоборот, преобладала по мощности в первой группе (НК = 28,4; Ме = 46,2; ВК = 62,0 % соответственно). Наименьшая выраженность мощности альфа-активности отмечалось во второй группе (НК = 10,4; Ме = 11,3; ВК = 15,0 %). Лица, относящиеся к третьей группе ("низкообучаемые") по выраженности всех перечисленных характеристик биоэлектрической активности занимали промежуточное положение, что свидетельствует о нелинейном характере связи успешности обучения управлению тонусом церебральных сосудов с БОС и особенностями биоэлектрической активности мозга.

Проведенное исследование когнитивных вызванных потенциалов показало недостоверное превышение латентности пика Р3 в группе "низ-кообучаемых" по сравнению с остальными группами. Также отмечалось достоверное различие амплитуды волны Р3 в "низкообучаемой" группе по сравнению с исследуемыми, имевшими средний уровень успешности освоения навыков саморегуляции с БОС (Р = 0,027). Лица, относящиеся к первой группе ("высокообучаемые"), по выраженности амплитуды компонента Р3 занимали промежуточное положение. Одновременное увеличение латентности и амплитуды Р3 свидетельствует об относительном затруднении процессов дифференцировки и опознания сигналов, снижении уровня внимания в группе "неуспешных" [7].

Результаты анализа вариационной пульсо-метрии свидетельствуют о наличии недостоверной тенденции к повышению таких показателей

вариабельности сердечного ритма, как индекс вегетативной регуляции (ИВР), индекс напряжения (ИН) в группах лиц с умеренной и низкой успешностью освоения навыков управления параметрами церебральной гемодинамики с БОС. Так, например, ИН в группе "высокообучаемых" варьировал в диапазоне от 17,5 до 102,8 усл. ед. Для "среднеобучаемых" лиц границы вариабельности показателя составили 37,6 и 247,8 усл. ед., а для "низкообучаемых" - 20,7 и 294,9 усл. ед. соответственно. Обращает на себя внимание тот факт, что верхняя граница изменчивости показателя ИН в двух последних группах выходит за верхнюю границу "условной нормы", равную 150 усл. ед. (Р.М. Баевский, Г.Г. Иванов, 2000). Следовательно, наблюдается тенденция к относительному преобладанию активности симпатической нервной системы в группах лиц с умеренной и низкой успешностью освоения навыков самоуправления с БОС по показателям тонуса церебральных сосудов. При выполнении орто-статической пробы во всех группах происходило увеличение активности симпатической нервной системы, характеризующееся увеличением значений параметров ЧСС, ИВР, ИН. При этом наиболее выраженные сдвиги отмечались в группе "высокообучаемых", для которой было характерно исходно меньшее напряжение симпатического отдела вегетативной нервной системы. Однако межгрупповые различия, как и при регистрации в состоянии покоя, не достигали уровня статистической значимости. Следовательно, использование показателей активности вегетативной нервной системы для индивидуального прогнозирования успешности обучения управлению тонусом церебральных сосудов с БОС представляется нецелесообразным.

Таким образом, анализ информативности нейрофизиологических характеристик, параметров психоэмоциональной сферы и особенностей вегетативного реагирования позволил рекомендовать для прогнозирования успешности обучения управлению тонусом церебральных сосудов с БОС лишь часть из них. В целом отмечается ограниченная значимость личностных психологических характеристик (за исключением гипертим-ности) и параметров вегетативной реактивности для прогнозирования степени успешности БОС-тренингов у здоровых лиц. Проведенное исследование показало наличие межгрупповых различий по выраженности гипертимности, амплитуды дельта-активности и индекса мощности дельта-и альфа-ритмов, а также по амплитуде волны Р3 когнитивных вызванных потенциалов.

Преобладание в спектре ЭЭГ обследуемых первой группы активности в альфа- и бета-диапазонах и слабая выраженность пространственной синхронизации биопотенциалов характерны для формирования более адекватных условий протекания информационных процессов [7]. Данные изменения могут свидетельствовать об активации таламических пейсмейкерных клеток [11]. Наличие сходных изменений биоэлектрической активности мозга, отмечаемых при БОС по параметрам ЭЭГ, позволяет предположить общность механизмов реализации данных видов биоуправления с обратной связью, заключающихся в изменении уровня функционирования лимбических структур [8].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, учет индивидуальных нейрофизиологических особенностей человека открывает более широкие перспективы для прогнозирования и возможности целенаправленного

использования метода биологической обратной связи по параметрам мозговой гемодинамики. При определении способности к обучению произвольному управлению параметрами церебральной гемодинамики прогностически значимыми являются амплитуда дельта-активности и индекс мощности дельта- и альфа-ритмов электроэнцефалограммы, амплитуда когнитивных вызванных потенциалов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Баевский Р.М., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний. - М.: Медицина, 1997. - 233 с.

2. Боксер О.Я. // Физиол. человека. - 1994. -Т. 20, № 2. - С. 5-16.

3. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1997. - 252 с.

4. Давыдов А.А., Ковалева Н.И., Иванова Я.А. // Новые материалы и методы в медицине: сб. науч. статей. - Волгоград, 1995. - Т. 51, вып. 2. - С. 86-87.

5. Деларю В.В., Тамбиева Р.А. Методики изучения личности. - Кисловодск, 1998. - 114 с.

6. Долецкий А.Н., Кудрин Р.А. // Эколого-физиологические проблемы адаптации: матер. Х Меж-дунар. симп. - М., 2001. - С. 168-169.

7. Щекутьев Г.А. Нейрофизиологические исследования в клинике. - М.: Антидор, 2001. - 232 с.

8. Abarbanel A. // Journal of Neurotherapy. - 1995. -№ 2. - P. 15-38.

9. Higuchi S., Liu Y., Yuasa T., et al. // Chronobiol Int. - 2000. - № 5. - P. 669-78.

10. Hunyor S.N., Henderson R.J., Lal S.K., et al. // Hypertension. - 1997. - № 6. - P. 1225-1231.

11. Lubar J.F. // Applied Psychophysiology and Biofeedback. - 1997. - № 2. - P. 111-126.

12. Wickramasekera I. // Applied Psychophysiology and Biofeedback. - 1999. - № 2. - P. 91-105.

Doletzky A.N. Use of neurophysiology criteria to predict succes of managing tone of cerebral vessels through biofeedback // Vestnik of Volgograd State Medical University. - 2005. - № 2. - P. 8-11.

The check of a hypothesis about the dependence of success full biofeedback management of cerebral vessel tonus on individual neurophysiological features was carried out. The research Revealed intergroup distinctions in a delta-activity amplitude, index of delta and alfa-rhythms capacity on EEG and amplitude of a cognitive evoked potentials.

УДК 576.581.132:616.982.27-039

ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАНТОВ BURKHOLDERIA MALLEI, ДЕФЕКТНЫХ ПО СИНТЕЗУ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ

Н.П. Агеева, Л.К. Меринова, Д.В. Викторов, Н.Г. Плеханова

Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт

Методом транспозонного мутагенеза получены штаммы B. mallei, дефектные по продукции эк-зопротеаз. Мутанты охарактеризованы по спектру активности внеклеточных ферментов, вирулентности и ряду других свойств. Изучен белковый спектр мутантных штаммов методами электрофо-

реза в SDS-PAAG и иммуноблоттинга, показано связанное с изменениями протеолитической активности штаммов варьирование в составе и качественных характеристиках клеточных белков.

Возбудитель сапа (B. mallei) известен как высокопатогенный микроорганизм, способный