Зачем психиатрам электроэнцефалограмма?

Ассиметрия биоэлектрической активности правой и левой лобной доли 

О чем говорит ассиметрия активности фронтальных регионов разных полушарий? 

    Фронтальная асимметрия, выявляемая при записи биоэлектрической активности мозга на электроэнцефалограмме является известным коррелятом нарушений эмоций, например, депрессии и некоторой другойпсихопатологической симптоматики. Нарушение регуляции эмоций является центральным симптомом пограничного расстройства личности и часто тесно связано с нарушениями "эмоционального сознания". Вероятно, эта трудность в распознавании и описании собственных эмоций является ключевым медиатором данной патологии личности и позволяет прогнозировать исход психотерапии. Нейробиологические основы алекситимии до сих пор плохо изучены , поэтому идентификация нейрофизиологической сигнатуры или маркера в дополнение к инструментам самоотчета полезна для клинической практики.

       В электрофизиологических исследованиях обработки эмоций было обнаружено, что локальная электроэнцефалографическая (ЭЭГ) активность в альфа-диапазоне - коррелят относительной нейронной активности - латерализована над лобными областями мозга в связи с определенными эмоциональными модальностями и различными аффективными расстройствами . Это так называемая фронтальная асимметрия на электроэнцефалограмме была изучена в качестве биомаркеров при аффективных и тревожных расстройств , а также расстройства посттравматического стрессового расстройства. В отношении депрессии, например, в исследованиях сообщалось об относительно более высокой активности в правой лобной области в состоянии покоя, в то время как повышенная относительная лево-лобная активность на электроэнцефалограмме отмечалась у пациентов с циклотимией или биполярным расстройством II типа и предсказывала высокую вероятность трансформации депрессии в биполярное расстройство. 

Какие особенности биоэлектрической активности мозга при биполярном аффективном расстройстве?

По нашему опыту, гиперсинхронизация и пароксизмальная активность более типичны для биполярного аффективного расстройства, чем для рекуррентной депрессии.  

О чем свидельствует более высокая активность в левой лобной области по сравнению с правой?

Некоторые авторы утверждают, что фронтальная асимметрия на электроэнцефалограмме связана с мотиваций, причем более высокая активность правой лобной доли является маркером стремления к одиночеству , а активность левой фронтальной области говорит о стремлении к контактам с другими людьми. 

μ-ритм

О чем говорит наличие μ-ритма  на электроэнцефалограмме? 

Психофизиологам хорошо известна связь между специфической активностью мозга и поведением: как было обнаружено много десятилетий назад, μ-ритм (колебание 8–12 Гц), регистрируемое в основном из центральных сенсомоторных областей коры, имеет тенденцию уменьшаться или исчезать, когда человек выполняет, представляет или мысленно прогнозирует реализацию движений ("двигательное воображение"). Таким образом, этот ритм связан с целеполаганием, причем недавно было показано, что он также коррелирует с "намеренной социальной координацией" (Naeem M., et al. 2012). Возникает вопрос: является ли изменение в этой специфической биоэлектрической активности мозга (μ-колебание), представляющее коллективную активность в миллионах мозговых клеток, причиной поведения, или же последнее вызывает временную исчезновения этого мозгового ритма. 

Гиперсинхронизация биоэлектрической активности мозга

О каких особенностях поведения человека говорит длительная гиперсинхронизация биоэлектрической активности мозга? 

Последствия измененных взаимодействий между колебаниями мозга многочисленны, но в конечном счете их можно описать с помощью мер синхронности. Широко распространенная и длительная синхронная активность ( гиперсинхронизация) среди областей мозга нарушает временную координацию для оптимального адаптивного поведения. Динамика координации нервной системы отражается в синхронных паттернах, но в случае высших структур мозга (в отличие от более старых структур, таких как центральные генераторы паттернов) они очень преходящие, и для развития правильного и адаптивного познания ожидается определенная степень изменчивости в синхронности. Более распространенная и длительная синхронность может нарушить «здоровую» динамику координации с последующим появлением "ненормального поведения" (Perez Velazquez и Frantseva L., , 2011). Таким образом, клеточная гипервозбудимость увеличивает тенденцию к длительной широко распространенной синхронизации в мозге, что приводит к отклонениям в поведении, включая "безвольные действия", понятие, которое получило экспериментальную поддержку на молекулярном/клеточном уровне. 

"Связность мозга"

Что понимается под термином "связность мозга"? 

Те, кто следит за литературой, посвященной функциональной визуализации мозга, заметят разнообразие различных результатов в анализе «связности мозга»: исследования связности, связанные с выполнением задач, дают разные результаты по сравнению с состоянием покоя (без выполнения задач), а иногда даже идентичные задачи или, по-видимому, одинаковые условия покоя приводят к разнообразным моделям связности. В психиатрии некоторые расстройства, такие как шизофрения или аутизм, были обозначены как синдромы «дисконнективности» на физиологическом уровне мозга,  исходя в основном из анатомических и психологических результатов исследований.  Однако, это другое дело, чтобы более непосредственно оценить или вычислить динамическую «связность» между областями мозга, используя анализ синхронии или теории графов, если ссылаться на эти два распространенных аналитических метода, широко используемых в наши дни.

Как меняется характер связности разных регионов мозга при шизофрении? 

 Кажущееся отключение при шизофрении становится другим типом связности, когда используются такие методы, как теория графов, в том смысле, что в шизофреническом мозге шизофренией происходит сдвиг от локальной к более глобальной связности (van den Berg D., 2012). 

Вызванные потенциалы при шизофрении

Как меняется амплитуда Р300 при шизофрении?

У пациентов с шизофренией наблюдается меньшая, чем в норме, амплитуда слухового P300 над центральными и теменными электродами на коже головы, а также  отчетливая ассиметрия напряжения слева ( меньше, чем справа)  в височных областях кожи головы

Как меняется связность мозга при аутизме? 

 Аналогично можно сказать и об исследованиях аутизма, где вместо разрыва связи обнаруживается иная модель синхронизации. Следует иметь ввиду, что усиленная связь между двумя областями мозга, наблюдаемая на электроэнцефалограмме или по данным других методов функциональной визуализации мозга, не обязательно означает, что эти области более синхронизированы в своей деятельности. Фактически, это даже не подразумевает более реальную связь, потому что большинство анализов связности оценивают корреляции активности, и если две области ее демонстрируют , то делается предположение, что они «сильно связаны», но на самом деле это может быть и не так. Корреляции активности между двумя системами (областями мозга) могут быть вызваны и несколькими факторами и не обязательно через прямые взаимные взаимодействия, а косвенно через третий источник. 

Эпилепсия

Что происходит со "связностью мозга" во время эпилепсии? 

Возможно, наиболее яркими характерными примерами того, что, по-видимому, является непроизвольными действиями, являются припадки у пациентов с эпилепсией и автоматизмами, которые могут быть представлены хорошо скоординированным поведением, таким как перемещение в пространстве. Несмотря на споры о степени, в которой больные теряют сознание во время припадков, по крайней мере, во время сложных парциальных припадков, весьма вероятно, что действия остаются в основном непроизвольными во время амбулаторного автоматизма или абсансов. Основная причина этих споров заключается в том, что уровень осознания во время припадков не может быть известен, поскольку пациенты не реагируют, следовательно, коммуникация в момент пароксизмального события мозга невозможна. Ответы, полученные после иктального события, указывают на то, что пациенты обычно не осознают действий во время припадков, но это может быть связано с неправильным формированием следа памяти (следовательно, с точки зрения пациента событие никогда не существовало) из-за измененной активности мозга, характерной для иктального события. Тем не менее, если предположить, что действия непроизвольны, то лежащая в их основе нейрофизиология заключается в пароксизмальной активности в обширных популяциях клеток: выраженном повышении клеточной возбудимости и синхронизации. Природа этих пароксизмальных разрядов ("электрографических припадков") может быть ассоциирована с более высокой, чем обычно, возбудимостью нервной ткани, приводящая к длительным периодам синхронизации. 

Какой механизм возникновения ауры , амбулаторных автоматизмов и судорожных припадков?

Аномальные паттерны синхронности во время припадков приводят к глубоким изменениям координированной активности мозговых сетей с последующим нарушением обработки информации, и, таким образом, может возникнуть неосознанность амбулаторных автоматизмов (справедливости ради, что есть несколько исследований, сообщающих о более низкой, чем обычно, синхронности во время судорог). Тем не менее, можно получить разные результаты по синхронности, если синхронизация оценивается между коллективной деятельностью клеточных ансамблей (например, локальными полевыми потенциалами, представляющими в основном синаптические потенциалы) или между отдельными спайками в нейронах, так что десинхронизация в спайках отдельных нейронов (это будет происходить в коротких временных масштабах или на высоких частотах) и синхронизация в более медленном временном масштабе (низкие частоты) взрывной активности и синаптических входов могут происходить одновременно. Вполне возможно, что могут быть различия в координированной активности на нескольких уровнях, поэтому нет причин отчаиваться из-за явно различных и противоположных сообщений, которые появляются в литературе, все зависит от уровня описания и используемых методов. Очевидно, что существуют аномальные паттерны синхронизированной активности, связанные с эпилептиформной активностью. Еще три десятилетия назад исследователи, используя хронически имплантированные микроэлектроды в области лимбической системы пациентов с эпилепсией, определили индивидуальную спайковую активность (единичную активность) в нейронах, и их результаты показали, что существует популяция нейронов, которые деполяризуются одновременно и более склонны к синхронному разряду, и что количество этих нейронов, которые увеличивают частоту срабатывания, определяет тяжесть и степень распространения приступа. Например, они подсчитали, что около 7% зарегистрированных нейронов увеличили частоту импульсов во время субклинических припадков (это припадки, которые не изменяют сознание и не имеют поведенческих проявлений, отсюда и термин «субклинический»), тогда как около 14% нейронов увеличили частоту импульсов во время ауры (специфические ощущения, которые пациенты испытывают непосредственно перед иктальным событием, хотя есть и те, кто считает ауру частью припадка), и 36% нейронов во время клинических припадков (Babb T. et.al., 1987).

Литература 

Babb T. L., Wilson C. L., Isokawa-Akesson M. (1987). Firing patterns of human limbic neurons during stereoencephalography (SEEG) and clinical temporal lobe seizures. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 66, 467–482э

Naeem M., Prasad G., Watson D. R., Kelso J. A. S. (2012). Electrophysiological signatures of intentional social coordination in the 10–12 Hz range. Neuroimage 59, 1795–1803

Perez Velazquez J. L., Frantseva M. V. (2011). The Brain-Behaviour Continuum—The Subtle Transition Between Sanity and Insanity. Singapore: Imperial College Press/World Scientific

van den Berg D., Gong P., Breakspear M., van Leeuwen C. (2012). Fragmentation: loss of global coherence or breakdown of modularity in functional brain architecture? Front. Syst. Neurosci. 6:20 10.3389