Лекции - Неврология (Вызванные потенциалы головного мозга)
сигналы, которые появляются с постоянными временными интервалами пос-
ле определенных внешних воздействий. В англоязычной литературе рас-
пространено название- потенциалы, тесно связанные с определенными
внешними факторами (event-related potentials-ERP),предложенное Вога-
ном в 1969 году.
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА: Ричард Катон в 1875 году впервые показал,
что в мозгу возникают электрические потенциалы в ответ на стимуляцию
какого либо сенсорного органа. Внедрение сдерживалось трудностью ре-
гистрации, т.к. из-за малой амплитуды, ВП маскировались ритмами спон-
танной ЭЭГ.Широкое применение и развитие получили в 50х-60х годах XX
века. Пионером считается Дж. Даусон, который изобрел прибор для авто-
матического выделения ВП с помощью суммации.
КЛАССИФИКАЦИЯ: Воган различает 5 классов таких потенциалов:
1. Сенсорные ВП
2. Моторные ВП
3. Потенциалы с большим латентным периодом, связанные со сложными
психологическими факторами
4. Сдвиги постоянного потенциала
5. Потенциалы немозгового происхождения
Сенсорные ВП в свою очередь подразделяются в зависимости от мо-
дальности на зрительные, соматосенсорные, слуховые и в зависимости от
периода времени анализа (иначе говоря времени возникновения потенциа-
ла после стимула) на коротколатентные (мозгового ствола), средне- и
длиннолатентные.
МЕТОДИКА
Устройство для регистрации ВП включает:
1. Стимулирующее устройство (фото- фоно- электростимулятор).
2. Блок усиления.
3. Аналогово-цифровой преобразователь.
4. Усреднитель (либо на базе персонального компьютера, либо от-
дельное устройство)
5. Регистратор (плоттер или принтер).
Суммация и усреднение. В течение определенного времени после по-
дачи стимула (для коротколатентных ВП около 10 мсек,для длинно- и
среднелатенных ВП не менее 500 мсек), производится вычисление ампли-
туд электроэнцефалограммы через временные интервалы, зависящие от час-
тоты квантования (для средне- и длиннолатентных ВП 1-3 кГц, для корот-
колатентных 10 и более кГц). Полученные данные запоминаются и сумми-
руются (суммация). В результате чего, амплитуда стабильно возникающих
после стимула потенциалов неуклонно возрастает, а амплитуда ритмов
спонтанной ЭЭГ в той же степени уменьшается. Таким образом отношение
сигнала к "шуму" возрастает пропорционально квадратному корню из чис-
ла произведенных суммаций. Для получения истинных амплитуд ВП, ампли-
туда в каждой точке делится на число стимулов (усреднение). Как прави-
ло для получения хорошо дифференцированного ВП достаточно 50-100 сум-
маций.
ЗРИТЕЛЬЫЕ ВП: аиболее часто исследуют ВП на вспышку света и об-
ращение шахматного паттерна. Регистрирующие электроды располагают в
проекционных зрительных зонах ( на 2 см выше затылочного бугра и на 2
см в стороны от сагиттальной линии).
СОМАТОСЕСОРЫЕ ВП: Возможно получение ССВП при раздражении любо-
го периферического нерва. В клинической практике чаще используется
срединный нерв. Интенсивность стимуляции- до появления отчетливых сок-
ращений мышц кисти (по другой методике на 50-60 мкВ выше сенсорного
порога). Поочередно слева и права. Регистрирующие электроды распола-
гают над постцентральной извилиной, контрлатерально стороне стимуля-
ции.
СЛУХОВЫЕ ВП: Для стимуляции используют звуковые щелчки. Регистри-
руют ВП в области конвекса.
СТВОЛОВЫЕ ВП: ВП возникающий в первые 10 мсек после стимула. По
модальностям слуховые и соматосенсорные.
ААТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОВЫ: Возможно регистрировать ВП нер-
вных стволов и нервных центров. ас сегодня будут интересовать ВП
главным образом нервных центров.ервным центром называют группу нейро-
нов, объединенных пространственно и организованных в определенную фун-
кционально-морфологическую структуру. В этом смысле нервными центрами
можно считать ядра переключения афферентных и эфферентных путей, рети-
кулярную формацию ствола, подкорковые ганглии, специализированные об-
ласти коры мозга. ервный центр состоит из скопления нервных клеток из
дендритов, нервных синапсов, аксонов, оканчивающихся в нервном центре
или проходящих через него. Для примера возникновения ВП можно рассмот-
реть процесс генерации ответа коры на афферентный приток вызванный
электрической стимуляцией вентро-постеро-латерального ядра таламуса.
Считается, что в генерации этого потенциала ведущая роль принадлежит
соматодендритным постсинаптическим потенциалам пирамидных клеток, рас-
положенным в III-IV слоях коры. Т.к. в коре эти нейроны ориентированы
параллельно друг другу и тангенциально (перпендикулярно) по отношению
к поверхности коры то к ним применима модель диполя (диполь-проводник
продолговатой формы, возникновение потенциала определенной полярности
на одном конце которого вызывает развитие потенциала противоположной
полярности на другом конце). [Схема]. В реальных условиях амплитуда,
форма, полярность, длительность потенциала будут определяться прос-
транственной ориентацией нейронов коры и подкорковых образований по
отношению к регистрирующему электроду.
ОБЩИЕ ПРИЦИПЫ ИТЕРПРЕТАЦИИ
По традиции, в ВП выделяют:
1. 8 обязательных компонентов, с учетом их полярности (положи-
тельная-позитив, отрицательная-негатив) и латентности. Латент-
ность-временной промежуток от момента подачи стимула до появления ком-
понента. Подразделяются на ранние (до 100 мсек после стимула) и позд-
ние (от 100 до примерно 300 мсек). В названии отражается полярность и
очередность компонентов (p1 n1 p2 n2 p3 n3 p4 n4).
2. Послеразряд- синусоидальные волны с постепенно убывающей амп-
литудой в диапазоне альфа-ритма (10-12 Гц). Возникает как правило пос-
ле 300 мсек от подачи стимула. Длительность его 500-1000 мсек.
Считается, что самые ранние компоненты (до 15 мсек после стимула)
обусловлены экстракортикальными и даже экстрацеребральными источника-
ми, включая участки периферических нервных проводников, I-II сенсор-
ный афферентный нейрон. Следующая волна около 20 мсек соответствует
возбуждению таламических релейных ядер и таламокортикальной радиации.
Компоненты в области от 20 до 40 мсек, обусловлены афферентным прито-
ком к коре по быстропроводящей лемнисковой системе. В формировании бо-
лее поздних (40-100 мсек) принимают участие афферентные посылки, про-
ходящие через стриарный комплекс и ассоциативные ядра таламуса. ако-
нец компоненты в области 100-300 мсек обусловлены неспецифическим аф-
ферентным притоком от ретикулярных образований таламуса и участков
лимбической коры лобной и височной доли.
ТОПИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕИЕ ВЫЗВАЫХ ПОТЕЦИАЛОВ: Собственно выз-
ванный потенциал определенной модальности регистрируется только в
проекционных корковых зонах каждого конкретного анализатора. Потенциа-
лы возникающие в других областях мозга имеют иное происхождение и
представляют собой активность нейронов расположенных в соответствую-
щих отделах коры, они отличаются от ВП по форме, латентным периодам и
амплитудам, их значение для диагностики изучено мало.
СЕМИОТИКА
Возможны нарушения:
1. Формы ВП ( например, преобразование ВП в комплекс пик-волна
при эпилепсии, уплощение с невозможностью дифференцировки компонентов
при значительном поражении коры или блокаде проведения импульса,
преобразовние в синусоидально-подобное колебание при дисфункции ядер
ЛРК и т.д.).
2. Изменение амплитуды и латентности различных компонентов ( нап-
ример, уменьшение амплитуды и увеличение латентности ранних компонен-
тов при поражении проводящих путей или нервных центров, увеличение
амплитуды поздних компонентов при психических заболеваниях и т.д.).
3. Особое место в диагностике занимают т.н. инверсные структуры-
наличие в симметричных участках мозга компонентов ВП с противоположны-
ми полярностями, что указывает на препятствие нормальному проведению
импульса или на возникновение патологического источника возбуждения с
одной стороны.
Изменение компонентов в определенные временные периоды после сти-
мула (в соответствии с вышесказанным) может указывать на топический
уровень поражения. Степень изменения ВП соответствует степени пораже-
ния структур мозга.
Замечание: Отмечается значительное варьирование средних значений
параметров ВП, что вызывает необходимость набора нормативных данных в
каждой лаборатории на определенной аппаратуре с применением методики
принятой в данной лаборатории.
Латентные периоды компонентов ЗВП
-------------T-----T-----T-----T-----T-----T-----T-----T------¬
¦ ¦P1 ¦N1 ¦P2 ¦N2 ¦P3 ¦N3 ¦P4 ¦ N4 ¦
+------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+------+
¦Л.Р. Зенков ¦21 ¦33 ¦49 ¦67 ¦95 ¦113 ¦163 ¦208 ¦
+------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+------+
¦Собственные ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦данные ¦-+- ¦-+- ¦36 ¦61 ¦89 ¦136 ¦205 ¦249 ¦
L------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-------
Латентные периоды компонентов ССВП
-------------T-----T-----T-----T-----T-----T-----T-----T------¬
¦ ¦P1 ¦N1 ¦P2 ¦N2 ¦P3 ¦N3 ¦P4 ¦ N4 ¦
+------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+------+
¦Л.Р. Зенков ¦21 ¦29 ¦41 ¦60 ¦103 ¦153 ¦258 ¦332 ¦
+------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+------+
¦Собственные ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦данные ¦-+- ¦-+- ¦26 ¦55 ¦88 ¦-+- ¦-+- ¦-+- ¦
L------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-------
ОСОБЕОСТИ ВП У ЗДОРОВЫХ В РАЗЫХ ВОЗРАСТЫХ ГРУППАХ: Общая тен-
денция от периода новорожденности до окончательного созревания мозга
(примерно к 18 годам), проявляется в усложнении формы ВП, появлении
всех обязательных компонентов; уменьшении их латентных периодов и ам-
плитуд. До 40-50 лет характеристики ВП остаются достаточно стабильны-
ми. Приблизительно с 5-й декады жизни в ВП начинается умеренное нарас-
тание латентных периодов ранних и поздних компонентов с увеличением их
амплитуд, причем, более выраженно это проявляется у компонентов N2 и
P3.
ИЗМЕЕИЯ ВП У БОЛЬЫХ С ОПУХОЛЯМИ ГОЛОВОГО МОЗГА: В большин-
стве случаев, при локализации опухоли в полушариях мозга, изменения ВП
происходят по деструктивному типу, т.е. в зависимости от тяжести пора-
жения наблюдается снижение амплитуды компонентов ВП (иногда их полное
исчезновение) и удлинение латентных периодов. аиболее выраженные на-
рушения регистрируются в зонах специфических сенсорных проекций.При
субтенториальной локализации опухоли со вторичным вовлечением ствола
мозга может наблюдаться выраженное нарастание амплитуды всех компонен-
тов ВП (по другим данным снижение амплитуды). Т.е. изменения ВП при
стволовых поражениях носят нелокализованный и диффузный характер, что,
отражает преимущественное нарушение неспецифических влияний ствола в
отношении ВП.
ИЗМЕЕИЯ ВП У БОЛЬЫХ ЭПИЛЕПСИЕЙ: Диагностическими признаками
эпилепсии служат следующие критерии:
1. Значительная вариабельность формы ВП
2. Высокая амплитуда ВП, особенно компонентов в области N2-P4 и
послеразряда
3. Снижение амплитуды ВП в процессе гипервентиляции
4. Преобразование ВП в комплексы пик-волна, острая волна-медлен-
ная волна
ИЗМЕЕИЯ ВП ПРИ ЦЕРЕБРАЛЬО-СОСУДИСТЫХ АРУШЕИЯХ: Изменения ВП
при инсультах проявляются в снижении амплитуды и увеличении латентных
периодов по сравнению с интактным полушарием. Изменения при прогресси-
рующих МК изучены значительно меньше.
ЛИТЕРАТУРА:
Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных бо-
лезней: (Руководство для врачей).-М.,1991
Иваницкий А.М. Мозговые механизмы оценки сигналов.-М.,1976
Шагас Ч. Вызванные потенциалы в норме и патологии (пер.с
англ.).,-М.,1975
Зарайская С.М., Таулуев А.М. О применении метода вызванных потенциалов
в клинике неврологических заболеваний. (Обзор литературы). -МРЖ, 1996, Т.9, N5,
с. 37-45
Visser S.L. Multimodal evoked potentials in neurologi.
-Clin.Neurol.Neurosurg.,
1988, Vol.90-1, p.11-16
y