Физиологическая стимуляция структур мозга

Физиологическая стимуляция структур мозга

Для задач психокоррекции и психотерапии важна возможность управления функциональным состоянием ЦНС, причем как глобальными характеристиками -активация - релаксация, так и локальными, качественными его характеристиками. С этой целью используются способы влияния на психическое состояние с помощью ритмических сенсорных воздействий, осуществляемых одновременно по многим сенсорным входам с различными фазовыми сдвигами, осуществляется воздействие на различные области головного мозга сверхслабыми электромагнитными полями малой интенсивности. Применяется сочетание электромагнитной и сенсорной (слуховой и зрительной) особым образом ритмизированной стимуляции, по алгоритмам компьютерного контроля, что позволяет достигать целенаправленного управления функциональным состоянием ЦНС.

 Ритмовоздействие может приводить к возникновению особых измененных состояний сознания. Физиологические эффекты магнитных полей можно разделить на три категории: эффекты полей, параметры которых меняются во времени; эффекты статических полей и полей постоянного тока; эффекты изменения привычного фона воздействия.

Для воздействия на состояние могут быть использованы эффекты переменных полей с частотой модуляции, близкой к частотам основных ритмов ЭЭГ и импульсные воздействия. Объяснения воздействий переменных полей строятся на расчетах вихревых токов, индуцируемых этими полями в ткани; влияние статических полей опосредуется явлениями микроциркуляции крови, процессами обмена кислорода v свойствами парамагнетиков. Достаточно известна возможность изменения характеристик деятельности ЦНС под влиянием магнитных полей, контролируемы) точными методами. Так, например, под воздействием переменногс электромагнитного поля с частотой, близкой к частоте 50 Гц, наблюдали изменения настроения, лингвистических навыков и времени реакции (Stollery В. 1986 г.) Возможность использования локального воздействия на мозг магнитным полем показана в работе Татко В.Л. 1987 г. исследовалось выполнение задачи различения интенсивности зрительных стимулов с использованием стандартны) психофизических индексов обнаружения и критерия решения. Напряженность магнитного поля сфокусированного над затылочными областями коры с помощью катушки Cohen D. I985 г., не превышала 22 мТ, Факт воздействия не осознавался испытуемыми. Включение поля в 100% случаев сопровождалось снижением оценок сенсорной способности. Момент смены ориентации поля (смена полюсов соленоида) сопровождался либо увеличением сенсорной способности до значений, превосходящих фоновые, либо дальнейшим ее снижением - в зависимости от исходной величины. При магнитной стимуляции моторных областей любого из полушарий наблюдали потенциал действия мышц сгибателей контралатерального плеча (Barker A., Freeston I., Jalinous R. 1985 г.), то есть имитировали моторную команду. Стимуляция осуществлялась с помощью одиночных импульсов тока, пропускавшегося через закрепленный на черепе соленоид. Влияние магнитной стимуляции мозга на характеристики двигательной активности человека обнаружено также во время ночного сна (Hess С., Mills К., Murray N., Schriefer T. 1987 г.). Единичные стимульные посылки сопровождались пробуждением испытуемых независимо от того, в какой фазе сна они находились. Во время медленноволнового сна амплитуда потенциалов действия снижалась незначительно, а во время парадоксальной фазы сна - в отдельных случаях увеличивалась, ЛП ответов не менялись. Предполагается возрастание чувствительности моторных областей коры к магнитной стимуляции во время парадоксальной фазы сна. Эффекты, близкие к описанным, получены и при воздействии электрическим током. Так, например, психофизические показатели восприятия, рассчитываемые в соответствии с теорией обнаружения сигнала, различались в сериях, проведенных до, во время и после пропускания постоянного тока через электроды, приклеиваемые к покровам черепа (Корсаков И. А. 1987 г.). Преимущества воздействия магнитным импульсным полем (Barker A., et al. 1985 г.), состоят в том, что напряженность магнитного поля меняется только с расстоянием от источника и не ослабляется покровными тканями черепа. Кроме того, величина тока, требуемая для получения эффекта типа зрительного фосфена, достаточно велика , тогда как с помощью магнитного поля, эффект легко достижим даже при неосознаваемом воздействии (Татко В.Л. 1987 г.). Важной для задач управляемого регулирования особенностью магнитного воздействия, является относительно низкая величина поля, при которой можно наблюдать описанные эффекты. Как правило, она не достигает величины порога осознания. Показано, что характеристики зрительного восприятия меняются при помещении магнитной катушки над затылочными областями коры (Amissan V., Cracco J., et al. 1988 г.).

Анализировался результат распознавания букв, предъявлявшихся на экране дисплея компьютера. Время затухания изображения составляло 2 мс. Эффект магнитной стимуляции не был одинаковым у испытуемых: один не видел стимулов, второй видел их расплывчатые изображения, третий видел последовательность букв, совпадавшую с реальной, но считал, что угадывает, а не различает стимулы, Ясное видение было возможным, если момент начала магнитной стимуляции был отставлен от момента начала предъявления букв не менее чем на 60-80 мс или следовал с интервалом больше 120-140 мс. Перспективы управляемой регуляции процессов переработки информации при использовании воздействия электромагнитным полем обусловлены, по нашему мнению, следующими обстоятельствами. Во-первых, метод дает возможность прямого вмешательства на любой стадии обработки информации, чем выгодно отличается от других методов электрофизиологии, так как последние обеспечивают по сути лишь опосредованно, через "индикаторы" наблюдение за состоянием мозга во время обработки информации и крайне ограничивают возможности влиять на происходящие при этом событии. Во-вторых, воздействие электромагнитным полем . позволяет изучать единичные акты - перцепции.

Метод электросна использует лечебное воздействие на головной мозг импульсных токов в дозировках, вызывающих поведенчески сходные состояния с покоем, дремотой и сном. Метод предложен и разработан в России.( Куликова Е.И., Петрова Э.С., Федоровский Ю.Н.1981 г.) Уже в ранних исследованиях по изучению электрического наркоза, показано, что сноподобные состояния в этих случаях способствуют снятию утомления, раздражительности, головных болей, улучшению настроения. (Ройтенбурд С.Р., Ротенберг B.C., Егорова-Робинер И.С., Шахнарович В.М.1976 г.). Дальнейшие клинико-экспериментальные исследования способствовали внедрению в практику метода электросна с использованием постоянного прерывистого электрического тока частотой 100 Гц. Другие использовали токи меньших частот (от 1 до 25 Гц).

В последние годы применяются интерференционные токи и токи вращающейся полярности. Несмотря на то что механизм действия, как и развитие различных состояний при церебральном воздействии импульсных токов остается не совсем ясным, метод электросна находит широкое применение при лечении различных заболеваний. В зависимости от исходного функционального состояния в период воздействия импульсными токами этот метод оказывает седативное и стимулирующее действие, способствует снятию эмоциональной напряженности, нормализации ретикуло-кортикальных взаимоотношений, обладает анальгезирующим действием.

В настоящее время в аппаратах "Электросон" используют импульсные токи как при низких (1 - 35 Гц), так и средних частотах (от 60 до 200 Гц и более). Чаще применяются частоты в диапазоне 100 - 160 Гц.

При наличии выраженной эмоциональной и вегетативной лабильности используются частоты 35 Гц, оказывающие более благоприятное действие в этих случаях.

Длительность первой процедуры обычно ограничивается 30 мин, второй - 45 - 60 мин, все последующие - 60 мин.

Биоэлектрическая активность мозга и ее изменения под влиянием электросна изучалась у человека(Воронин Л.Г., Сенина Р.Я., Егорова-Робинер И.С. 1978 г.), так и на нейронном уровне у животных . При исследованиях с включенным аппаратом электросна записи дельта, тета, альфа и бета-ритмов ЭЭГ проводились в течение каждой процедуры на протяжении курса лечения. При анализе ЭЭГ в состоянии бодрствования, естественного сна и при электросне выявлена закономерность, характерная только для альфа-ритма. В отличие от естественного сна, при котором уже в стадии дремоты амплитуда альфа-ритма снижается, при действии импульсных токов амплитуда альфа-ритма постепенно нарастает с углублением сна и достигает больших значений в глубоких его стадиях. Динамика других ритмов ЭЭГ в состоянии естественного сна и электросна существенно не различается.

У большинства больных в период сеанса действия импульсных токов наступает сон. Как показывают электроэнцефалографические исследования, даже у не "спящих" в период проведения процедуры регистрируются изменения биоэлектрической активности мозга . Изменения ЭЭГ при проведении курса электросна в течение 20 дней характеризуются постепенным выявлением и затем доминированием ритмичных колебаний, в коре - частотой 8-12 периодов в секунду. Возникнув в ретикулярной формации среднего мозга, гиппокампе, гипоталамусе, таламических структурах и в коре, они наблюдаются после 4-5 процедур часами, а после 20-дневного его проведения - неделями.

Проведенные исследования в клинике подтверждают положительное влияние электросна привлечении агрипнических расстройств различной этиологии. Имеются работы, посвященные изучению структуру ночного и дневного сна с использованием современного метода электрополиграфических исследований (Вейн A.M. и соавт.1988 г.). Осуществлялось изучение влияния импульсных токов на структуру ночного и дневного сна у лиц с различной степенью адаптированности к работе в ночных сменах В частности, проводились исследования во время ночного сна после дневной смены и после работы в ночное время, на вторые сутки после ночной смены, а также дневного сна после ночной смены.

 Перед началом исследования и после курса электросна осуществлялись электрополиграфические регистрации, включавшие ЭЭГ в лобно-затылочных отведениях, ЭОГ, ЭМГ субментальных мышц, КГР, ЭКГ. При анализе учитывались субъективные отчеты испытуемых о собственном сне. Как показали исследования, изменения в структуре сна после лечения не были однонаправленными и находились в зависимости от исходных особенностей сна. При исходно достаточной представленности дельта-сна - последний после курса лечения в 10 исследованиях из 22 уменьшался и в 6 - увеличивался. При исходной недостаточности дельта-сна уменьшение констатировано в 5 и увеличение в 20 исследованиях. В фазе быстрого сна наблюдались те же изменения: при исходно высокой представленности (25%) чаще имело место его уменьшение, а при исходном дефиците чаще наблюдалось его увеличение. Латентный период быстрого сна в фоне чаще был укорочен.

Уменьшение латентного периода быстрого сна и дефицит дельта-сна, по мнению авторов, характерен для лиц, недостаточно адаптированных к сменной работе. У испытуемых с исходно укороченным периодом при воздействии электросна наблюдалось его увеличение, тогда как относительное его уменьшение встречалось вдвое реже и не находилось в зависимости от исходного уровня. По мнению авторов, отмеченные факты свидетельствуют о том, что при исходно повышенной потребности в быстром сне электросон в ряде наблюдений может снижать эти потребности. Благодаря тем же причинам и, в частности, уменьшению тревоги и эмоционального напряжения, по предположению авторов происходило ускорение засыпания и увеличение представленности дельта-сна у лиц с недостаточной адаптацией к сменной работе. По их представлениям иной характер изменений у лиц, достаточно адаптированных. После курса электросна у последних наблюдается уменьшение дельта-сна и относительное увеличение числа спонтанных пробуждений, при сохранной удовлетворенности своим сном. Благодаря физиологическим исследованиям, проведенным на животных, показано, что под воздействием электросна происходит изменение функционального состояния и электрической активности структур лимбической системы. В связи с тем что достаточно хорошо известна роль указанных структур в организации эмоционально-мотивационной сферы животных и человека, было высказано положение о восстановлении под влиянием импульсных токов нарушенного эмоционального и вегетативно-гуморального равновесия, благодаря их воздействию на указанные системы,

Механизм действия электросна рассматривается в рамках системы биоадаптивного регулирования, поскольку при действии импульсного тока выявляется направленное изменение биоритмов электрической активности. Особое состояние сознания, возникающее во время терапии электросном, по многим параметрам сходно с состоянием медитации.

 Сходство это состоит в следующем:

1) во время процедуры электросна регистрируется генерализованный, гиперсинхронный замедленный альфа-ритм;

2) исчезает реакция усвоения ритма световых мельканий;

 3) уменьшается ориентировочная реакция на внешние стимулы;

4) снижается чувствительность к болевым раздражителям;

5) иногда появляются своеобразные переживания типа сновидений;

 6) курс электросна повышает гипнабельность субъекта, способствует восстановлению нормального функционирования вегетативных и соматической систем, уменьшает потребность в быстром сне у тех субъектов, у которых эта потребность повышена вследствие непродуктивного тревожного напряжения, восстанавливает качественную полноценность быстрого сна.

После процедуры электросна обостряется свежесть и непосредственность восприятия, как и после сеанса медитации.

Все эти данные свидетельствуют о том, что и в данном случае мы имеем дело со сдвигом межполушарной функциональной асимметрии в сторону относительного доминирования правого полушария. Важно отметить, что у подавляющего большинства больных, лечившихся импульсными токами, отсутствовавший или плохо выраженный в фоне альфа-ритм становился доминирующим и обычно коррелировал с клиническим улучшением. Стабилизация альфа-ритма в электроэнцефалограмме свидетельствует о восстановлении нарушенного гомеостаза. Исследования последних лет в эксперименте и клинике подтвердили терапевтическую эффективность электро и магнито терапии в различных ее модификациях, на примере нормализации гемодинамических, физиологических и психологических показателей, измененных в стрессовых состояниях.