Вызванные потенциалы головного мозга: основы и интерпритация

Мозг – святая святых организма. Его работа протекает в сфере сверхслабых электрических разрядов и сверхбыстрых импульсов.

Поэтому многие приемы современной диагностики недостаточны для того, чтобы понять, что же там происходит.

Метод вызванных потенциалов сделал доступной диагностику многих болезней центральной нервной системы.

Сущность метода и возможности его применения

Вызванный потенциал – электрический сигнал, которым нервные клетки отвечают на внешний раздражитель или на выполнение мыслительной задачи.

В 1929 году ХансБергер из Германии обратил внимание на биоэлектрическую активность мозга: при передаче электрического импульса от одного нейрона к другому возникают слабые электрические волны, их способен зафиксировать прибор электроэнцефалограф.

На электроэнцефалограмме отражается общая биоэлектрическая активность мозговой деятельности. Выделить из неё реакцию на внешнее раздражение какого-либо отдельного анализатора зрительного или слухового в то время было невозможно, так как биополе вызванного потенциала (от 0.5 до 15 мкВ) в десятки и сотни раз слабее общей активности мозга (20 — 50мкВ).

Лишь в середине ХХ века появился прибор, позволяющий выделить слабые амплитуды колебаний вызванного потенциала из общей амплитуды мозговой активности. Это происходит методом суммации: раздражение, стимулирующее изучаемый потенциал повторяется от 100 до 1000 раз с точными временными интервалами.

Компьютер суммирует только те отрезки энцефалограммы (ЭЭГ), которые следуют сразу за сенсорным раздражением. Если общая амплитуда в течение этого времени может увеличиваться и уменьшаться, принимать положительные и отрицательные значения и в сумме стремиться к нулю, то вызванный потенциал имеет одну и ту же форму ответа и накапливается в зависимости от числа поданных стимулов.

Чем больше стимулирующих внешних воздействий, тем меньше « уровень шума» общей активности. Вызванный потенциал с высокой собственной амплитудой достаточно чисто выделяется с помощью 50 – 60 повторов, а слабый ответ на раздражитель требует для своего выделения более 500 повторов.

Для применения метода вызванных потенциалов необходима такая аппаратура:

• генератор стимулов устройство из электродов на голове;
• усилитель биоэлектрических импульсов
• аналого-цифровой преобразователь;
• компьютер для обработки данных;
• принтер для распечатки.

Свойства вызванных потенциалов

Необходимые понятия для расшифровки и интерпретации результатов:

1. Латентность – время от начала раздражения до максимального значения ответного импульса. Коротко-латентные ВП (меньше 0.050 сек); средне-латентные (0.050 – 0.1 сек.); длинно-латентные (дольше 0.1 сек.).
2. Амплитуда колебания – размах колебания от максимального до минимального значения.
3. Полярность. На одно и то же раздражение симметричные отделы головного мозга могут ответить диаметрально противоположно.
4. Послезаряд – время затухания ответного импульса. Наступает через 0.3 сек после подачи раздражения и длится от 0.5 сек до 1 сек).

Сенсорные вызванные потенциалы разделяются на зрительные, стволовые слуховые, соматосенсорные, моторные. Исследования каждого из них позволяют диагностировать многообразие заболеваний нервной системы.

Основы основ:

Применение метода ВП

Диагностика заболеваний основана на сравнении характеристик вызванных потенциалов здоровых людей с полученными данными при исследовании больных тем или иным расстройством нервной системы.

Так диагностируются:

• рассеянный склероз;
• опухоли головного мозга;
• эпилепсия;
• церебральные нарушения;
• заболевания тройничного нерва;
• болезнь Паркинсона и т.д.

Также проводится исследование психофизической деятельности людей, особенности их поведения, изучение и корреляция познавательной деятельности.

Реакция органов зрения

Вызванные зрительные потенциалы – биоэлектрические импульсы мозга в ответ на раздражение органов зрения. Они исследуют зрение на всем пути от сетчатки до центров в коре головного мозга, находящихся в затылочной части, и могут установить место и характер его повреждения.

Зрительно вызванные потенциалы (ЗВП) используют зрительный анализатор для оценки работы нервной системы. Они предполагают, что больной в состоянии фокусировать зрение, удерживать взгляд в одной точке.

Если у пациента есть травма глаза, зрительного нерва, нарушены мыслительные способности, метод ЗВП применять не рекомендуется. В большинстве случаев стимуляцию дают на один глаз, используют светодиодные очки.

Исследование методом ЗВП проводится двумя способами:

1. Реакция на вспышку света. Исследование проводится для пациентов, которые не могут зафиксировать взор или вообще плохо видят; метод используют для ранней диагностики нарушений зрения у новорождённых. Вспышки стимулируют с помощью матрицы в светодиодных очках; они подаются монокулярно. Пациент находится в изолированном от света и звука помещении, глаза его закрыты.
   Работающие электроды подсоединяют на затылочной области, опорными электродами обычно бывают ушные или лобные. Для получения удовлетворительной картины вызванных потенциалов достаточно провести от 50 до 100 стимулирований.
   Ответом на внешний раздражитель будет череда колебаний – позитивных и негативных – с одинаковой латентностью.
2. Реакция на смену шахматного паттерна. Испытуемые наблюдает частую смену клеток – черных и белых. Крупными клетками стимулируется периферическое зрение, мелкие клетки мобилизуют центральное. Чтобы выделить вызванные потенциалы, необходимо сделать 100 – 200 внешних раздражений.

Интерпретация результатов

Для анализа берутся значения: N75; P10; N145. Индекс N означает самый низкий уровень (пик) импульса; P – самый высокий. Цифры 75, 100, 145 означают латентность (длительность) каждого пика.

При всех патологиях нервной системы в этих точках наблюдается:

• увеличение латентности (из-за нарушения скорости прохода импульсов по зрительным нервам;
• нарушение симметрии, когда показания с правого и левого глаза отличаются (из-за поражения участка коры мозга);
• изменение амплитуды, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Особенно важен для правильного диагноза показатель Р100.

Очень важны ЗВП в диагностике рассеянного склероза, эпилепсии, сотрясениях головного мозга, сахарного диабета, неврита, нарушений зрения и т.д.

Стволовые вызванные потенциалы на акустическую стимуляцию

Слуховые вызванные потенциалы — это ответ слухового нерва и участков головного мозга (его стволовой части) на слуховые раздражения.

Самыми распространенными во врачебной деятельности являются коротколатентные акустической стимуляцией вызванные потенциалы– КАСВП.

Звуковой сигнал на своем пути проходит 5 «станций» — отделов центральной нервной системы. Каждый из этих центров отвечает на раздражение амплитудой колебаний биоэлектрического поля с позитивными (Р) и негативными (N) пиками.

Всплески амплитуд производятся нервными центрами в таком порядке: I.слуховой нерв → II. кохлеарное ядро →III. олива →IV. латеральная петля →V.нижнее двухолмие и кора головного мозга.

Путь передачи сигнала слухового анализатора проходит по стволовому отделу головного мозга, который связан с жизненно важными функциями организма и его познавательными возможностями. Поэтому КАСВП применяют при оценке состояния тяжелых больных, находящихся в коме, а также при оценке интеллектуальной деятельности человека.

Методика КАСВП состоит в использовании стимуляции короткими щелчками сначала на одно ухо, потом на другое. Длительность звука – 0.1 миллисекунды, частота – 10 щелчков в секунду.

Для фиксации вызванного потенциала активный электрод помещают на темя, контрольный – на мочку уха, воспринимающего раздражитель, заземление – на противоположное ухо.

Для точного вывода КАСВП из общего фона ЭЭГ число стимулирующих сигналов должно быть около 3000 с двукратным усреднением. В результате получится график волнообразной функции с пятью положительными и отрицательными пиками.

Интерпретация результатов

Отсутствие волн или наличие только одной амплитуды вместо пяти говорит об угнетении жизненных центров и дает плохой прогноз для дальнейшей жизни.

Для инсульта характерны такие изменения графика:

• интервал между I, II и III пиками увеличен;
• амплитуда III стала меньше;
• изменились волны II, IV, V центров.

Рассеянный склероз и эпилепсия дают картину удлинения латентных периодов и изменения амплитуд.

Недавние исследования установили, что компонент III графика вызванных потенциалов слухового анализатора – Р300 (Р – обозначение положительного пика, 300 – латентный период) связан с познавательными вызванными потенциалами.

Уменьшение амплитуды Р300 и удлинение её латентного периода могут свидетельствовать о болезнях интеллектуальной сферы: шизофрения, слабоумие, аутизм, паркинсонизм, болезнь Альцгеймера.

Анализ слуховых вызванных потенциалов незаменим при поиске причин нарушений речи и слуха у детей, т.к. позволяют установить, на какой стадии передачи звукового сигнала происходит сбой: или это периферическое нарушение, или поражение ЦНС.

Соматосенсорные вызванные потенциалы

Если зрительные и слуховые вызванные потенциалы касались только отделов головного и мозга и его ствола, то соматосенсорные вызывают реакцию периферических отделов ЦНС.

Стимулирующий импульс на своем пути раздражает многие нервные центры и позволяет диагностировать их работу. Этот метод способен дать общую картину нарушений работы центральной нервной системы.

ССВП назначается для уточнения диагноза и степени тяжести заболевания; для контроля эффективности лечения; составления прогноза развития заболевания.

Для стимуляции выбирается чаще всего два нервных центра: на руке и на ноге:

1. Срединный нерв на лучезапястном суставе, принимая импульс, передает его в точку над плечевым сплетением (здесь ставится 1-й регистрирующий электрод); далее следует точка над седьмым шейным позвонком (2-й электрод); лобная область; симметричные точки по обеим сторонам темени проецируют центры управления правой и левой рукой в коре головного мозга. Ответная реакция регистрируемых нервных центров на графике будет обозначена символами: N9 (отклик плечевого сплетения)→ N11 (шейный отдел спинного мозга) → N29 – P25 (кора головного мозга).
2. Большеберцовый нерв на голеностопном суставе→поясничный отдел позвоночника →шейные отделы позвоночника →лобная часть →темя (проекция центра коры, управляющего нижними конечностями). Это 2-й путь ССВП.

Соответствующие реакции выделяются методом суммации и усреднения из общей картины ЭЭГ на основе 500 – 1000 электрических импульсов.

Снижение амплитуды компонентов ССВП указывает на патологию нервных центров в этом месте или ниже его уровня; увеличение латентного периода говорит о повреждении волокон нервов, передающих импульс (демиелинизирующий процесс), отсутствие реакции в коре головного мозга при наличии компонентов ССВП в периферических центрах нервной системы диагностирует смерть мозга.

В заключение надо заметить, что метод вызванных потенциалов в первую очередь должен работать для ранней диагностики детских болезней и отклонений в развитии, когда правильным лечением можно свести негативные явления к минимуму. Поэтому родителям полезно знать о его возможностях и взять на вооружение в борьбе за здоровье своих детей.