Поиск взаимосвязей сверхмедленных колебательных процессов в организме

© А.Н. Долецкий, В.Н. Котов, 2008

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АДАПТАЦИИ И СОЦИАЛИЗАЦИИ ЧЕЛОВЕКА

УДК 612.1.8 ББК 28.903

ПОИСК ВЗАИМОСВЯЗЕЙ СВЕРХМЕДЛЕННЫХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ОРГАНИЗМЕ 1

А.Н. Долецкий, В.Н. Котов

В настоящей работе проведен анализ выраженности и синхронности сверхмедленной активности в системах организма в норме и при патологическом состоянии (генерализованная эпилепсия). Установлены различия в характере синхронизации в нервной и сердечнососудистой системах.

Ключевые слова: сверхмедленные колебательные процессы (медицина), организм человека, медицинские исследования, системы организма, синхронизация колебаний (медицина).

Медленные колебания с частотой менее 1 Гц фиксируются в дыхательной, сердечно-сосудистой, нервной системах. Первоначально такие колебания исследовались при регистрации изменений артериального давления в кровеносных сосудах. В настоящее время имеется множество аргументов в пользу того, что медленные волны с периодом 10-20 секунд характеризуют состояние системы регуляции сосудистого тонуса. Время, необходимое вазомоторному центру на операции приема, обработки и передачи информации, колеблется от 7 до 20 секунд; в среднем оно равно 10 секундам. Как известно, вазомоторный (сосудистый) центр, наряду с ингибиторным и стимули-

рующим симпатическими центрами, является частью модуляторного сердечно-сосудистого подкоркового центра. Мощность медленных волн 1-го порядка определяет активность вазомоторного центра, а мощность медленных волн 2-го порядка наиболее вероятно связана с активностью симпатических центров, контролируемых более высокими уровнями регуляции [2].

Широко используется также оценка медленноволновых компонентов сердечного ритма. Эти компоненты спектра сердечного ритма связывают с активностью парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы. Исследования в области изучения медленных волн спектра сердечного ритма многими авторами называются наиболее приоритетными при дальнейшем изучении вариабельности ритма сердца.

Исследованию авторитмичности мозга также был посвящен ряд работ, на основании

которых предложены гипотезы, касающиеся механизма непрерывной ритмической активности мозга.

Все приведенные направления исследовали колебательные процессы изолированно в нервной или сердечно-сосудистой системах. При этом использовались границы активности от 1 до 40 Гц и ниже 0,1 Гц (сверхмедлен-ная активность).

В то же время известно, что выраженность сверхмедленных колебательных процессов отражает состояние стресс-реализу-ющих систем и механизмов компенсации метаболических сдвигов в различных органах и системах [2]. Предполагается, что сверхмед-ленная активность изменяется при различных патологических состояниях (эпилепсия, органические поражения ЦНС и т. д.), а также при различных физиологических состояниях (сон, медитация, гипервентиляция).

В данной работе рассматривалось явление синхронизации, состоящее из совпадения периодов колебаний частот между различными системами организма в частотной полосе от 0,1 до 1 Гц. Проводилось сравнение полученных результатов у здоровых людей и лиц, больных эпилепсией. Поскольку современные электрофизиологи-ческие методы позволяют оценить работы различных систем при эпилепсии, возможно ответить на вопрос, подвергаются ли изменению другие системы организма у больных эпилепсией.

Нашей целью являлась оценка частоты синхронизации между центральной нервной, сердечной и сосудистой системами.

Задачей нашего исследования явилась оценка синхронности сверхмедленных ритмов (с частотой менее 1 Гц) при регистрации электроэнцефалограммы (ЭЭГ), электрокардиограммы (ЭКГ) и реоэнцефалограммы (РЭГ) здоровых людей, а также лиц, страдающих эпилепсией.

Методика исследования

В исследовании приняли участие 23 здоровых добровольца в возрасте 17-18 лет и четверо больных эпилепсией (генерализованная идиопатическая эпилепсия, длительность заболевания 2-5 лет).

Для достижения поставленной цели нами были использованы электроэнцефалограф «Энцефалан-131» (Медиком) с возможностью записи одного канала ЭКГ, 4 каналов РЭГ и 19 каналов ЭЭГ и модули цифровой фильтрации и анализа колебательных процессов, реализованные на базе системы Ма^аЬ Я2006а. ЭЭГ регистрировалась по стандартной международной схеме 10/20 с расположением референтных электродов на мочках ушей. Для анализа реоэнцефалограмм (РЭГ) использовались фронтомастоидальные и окципитома-стоидальные отведения. ЭКГ регистрировалось в I стандартном отведении. Данные записывались в течении 1,5-2 мин в состоянии покоя (в положении лежа с закрытыми глазами в относительно звуко- и светоизолированной комнате).

Для последующего анализа брались бе-зартефактные фрагменты записи продолжительностью одна минута. Записи транспонировались в формат программы МаЛаЬ R2006a. С помощью модуля EEGLAB проводилось преобразование Фурье (брался размер окна 4 098 точек), для которого использовались 5 монополярных отведений ЭЭГ (лобные, височные и центральное), одно ЭКГ отведение и четыре РЭГ. Частота дискретизации равнялась 256 Гц. Для последующего анализа выбирался частотный отрезок от 0,1 до 1 Гц, оценивались пики колебаний и проводилась оценка встречаемости различных частот у испытуемых.

Полученные результаты и обсуждение

Оказалось, что наиболее часто встречающимися частотами для всех использованных методик у здоровых испытуемых являются: 0,13; 0,25; 0,62; 0,94 Гц. У больных эпилепсией были выделены следующие частоты синхронизации: 0,13; 0,25; 0,37;

0,56; 0,75 Гц. Из представленных данных видно, что пиков синхронизации при эпилепсии больше. Также наблюдается различие частот синхронизации. На наш взгляд, это связано с формированием детерминанты, которая представлена комплексом структур, который определяет и формирует функциональную посылку к рабочим частям

системы для достижения запрограммированного результата в соответствии с потребностями организма.

В условиях патологии роль детерминанты играет гиперактивная структура ЦНС, которая и определяет характер других структур, связанных с нею, и вместе с ними формирует патологическую систему. Это согласуется с теориями Н.А. Аладжаловой (1979) [1] о структурно-функциональной организации мозговых систем в обеспечении психической и двигательной деятельности человека и фундаментальными исследованиями [4] о важной роли сверхмедленных физиологических процессов головного мозга в механизмах психической деятельности и адаптации различных систем организма.

Знание индивидуальных частот в сверх-медленном диапазоне позволит оценивать функциональное состояние центральной нервной, сердечной и сосудистой систем.

Следует отметить, что между испытуемыми наблюдались индивидуальные различия по выраженности данных частот. Колебания 0,37-0,94 Гц по длительности занимают промежуточное между пульсовыми и дыхательными волнами положение, что позволяет исключить гемодинамический или ды-

хательный характер данных колебаний. В дальнейшем планируется уточнить генез частот 0,13-0,25 Гц.

ПРИМЕЧАНИЯ

1 Статья подготовлена при поддержке Российского гуманитарного научного фонда (грант N° 07-06-20601а/В).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аладжалова, Н. А. Психофизиологические аспекты сверхмедленной ритмической активности головного мозга / Н. А. Аладжалова. - М. : Медицина, 1979. - 219 с.

2. Баевский, Р. М. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения / Р. М. Баевский, Г. Г. Иванов. - М. : Медицина, 2000. - 320 с.

3. Заболотских, И. Б. Сверхмедленные физиологические процессы: новое направление в оценке патологических состояний / И. Б. Заболотских, В. А. Илюхина // Вестник интенсивной терапии. -1997.- № 1-2. - С. 43-48.

4. Илюхина, В. А. Сверхмедленные физиологические процессы в патофизиологии и клинике (теоретические и прикладные аспекты) / В. А. Илюхина // Клиническая медицина и патофизиология. -1996. - № 3. - С. 45-58.

ESTABLISHING CORRELATION BETWEEN SUPERSLOW OSCILLATORY PROCESSES IN ORGANISM

А.N. Doletskiy, V.N. Kotov

The article analyses intensity and synchronism of superslow activity in the systems of organism in normal and pathological state (generalized epilepsy). The author establishes differences in synchronization in the nervous and cardiovascular systems.

Key words: superslow oscillatory processes (medicine), human organism, medical studies, systems of organism, oscillation synchronization (medicine).

156

А.Н. Долецкий, В.Н. Котов. Поиск взаимосвязей сверхмедленных колебательных процессов