Головной мозг. Методы исследования головного мозга

Введение:

Головной мозг - передний отдел центральной нервной системы позвоночных животных и человека, помещающийся в полости черепа, а также материальный субстрат высшей нервной деятельности и главный регулятор всех жизненных функций организма.

Проблема исследования мозга человека, проблема соотношения мозга и психики одна из самых захватывающих задач, которые ставились в науке. Несмотря на значительный прогресс в изучении головного мозга в последние годы, многое в его работе до сих пор остаётся загадкой. Функционирование отдельных клеток достаточно хорошо объяснено, однако понимание того, как в результате взаимодействия тысяч и миллионов нейронов мозг функционирует как целое, доступно лишь в очень упрощённом виде и требует дальнейших глубоких исследований.

Методы и исследования мозга:

Развитие современных методов исследований функционального состояния головного мозга напрямую связано с прогрессом в технической области.

На сегодняшний день основными нейрофизиологическими методиками, определяющими функциональное состояние головного мозга человека, являются следующие:

I. Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод исследования функционального состояния головного мозга, основанный на регистрации его биоэлектрической активности через неповрежденные покровные ткани головы. Применяется для оценки функционального состояния коры головного мозга.

Первая запись биотоков головного мозга была произведена в 1928 г. Гансом Бергером.

На ЭЭГ регистрируется электрическая активность мозга, генерирующаяся в коре, синхронизирующаяся и модулирующаяся таламусом (область головного мозга, отвечающая за перераспределение информации от органов чувств, за исключением обоняния, к коре головного мозга) и ретикулярными активирующими структурами (сетчатая структура ствола мозга). Регистрация биоэлектрических потенциалов головного мозга и графическое их изображение фотографическим методом или путем чернильной записи производятся специальным прибором — электроэнцефалографом.

Показания к ЭЭГ:

Электроэнцефалография является одним из основных методов нейрофизиологического исследования у пациентов с заболеваниями и повреждениями нервной системы. ЭЭГ является методом, позволяющим судить о наличии, локализации, динамике и, в определенной степени, о характере патологического процесса в головном мозге – это ключ в диагностике таких патологических состояний головного мозга, как эпилепсия, эпилептоидные абсансы (разновидности эпилептических приступов) и другие подобные заболевания, а также в исследовании физиологии сна и речевых расстройств.

Как проводится электроэнцефалография:

Исследование должно проводиться в свето- и звукоизолированном помещении.

На голову человека одевается специальная шапочка с электродами-антенами, соединенными с самим прибором. Сигналы, поступающие с коры головного мозга, передаются на электроэнцефалограф, который преобразует их в графическое изображение (волны). Это изображение напоминает ритм сердца на электрокардиограмме (ЭКГ).

В процессе регистрации биотоков мозга пациент находится в кресле в удобном положении (полулежа). При этом ему не следует:
а) находиться под воздействием седативных средств;
б) быть голодным (в состоянии гипогликемии);
в) быть в состоянии психоэмоционального возбуждения.

Информативность электроэнцефалограммы повышается, если запись ее производится у пациента, находящегося в состоянии сна.

С помощью ЭЭГ получают информацию о функциональном состоянии мозга при разных уровнях сознания пациента. Достоинством этого метода являются его безвредность, безболезненность, неинвазивность.

Расшифровка ЭЭГ:

Электроэнцефалограммой (ЭЭГ) называется, записанная кривая, отражающая характер биотоков мозга

Электроэнцефалограмма отражает суммарную активность большого количества клеток мозга и состоит из многих компонентов. Анализ электроэнцефалограммы позволяет выявить на ней волны, различные по форме, постоянству, периодам колебаний и амплитуде (вольтажу). Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) здорового человека имеет характерные черты: от всех областей коры отводится ритмическая активность с частотой около 10 Гц и амплитудой 50 – 100 мкВ — альфа-ритм. На электроэнцефалограмме (ЭЭГ) регистрируются также другие ритмы: как более низкие — дельта- (имеющие частоту 0,5—3 Гц и амплитуду до 20—40 мкВ) и тета- (с частотой 4—7 Гц и с амплитудой в тех же пределах), так и более высокие— бета-ритмы (с частотой колебаний больше 13 Гц (чаще 16—30) и амплитудой до 15 мкВ), но амплитуда в норме их невысока и они перекрываются альфа-колебаниями.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) изменяется при изменении функционального состояния. Например, при переходе ко сну доминирующими становятся медленные колебания, а альфа-ритм исчезает.

У здорового человека выражена альфа-активность, а дельта- и тета-ритмы практически не заметны, так как они перекрываются имеющим более выраженную амплитуду альфа-ритмом. Однако, при значении патологической активности на ЭЭГ взрослого бодрствующего человека являются тета- и дельта-активность, а также эпилептическая активность.

Предрасположенность к судорожным состояниям и проявляющейся следующими признаками:

1) острые волны (пики) — колебание потенциала, имеющего крутое нарастание и крутой спад, при этом острота волны обычно превышает амплитуду фоновых колебаний, с которыми они сочетаются; острые волны могут быть единичными или групповыми, выявляются в одном или многих отведениях;
2) комплексы пик—волна, представляющие собой колебания потенциала, состоящие из острой волны (пика) и сопутствующей ей медленной волны; при эпилепсии эти комплексы могут быть единичными или следуют друг за другом в виде серий;

3) пароксизмальные ритмы — ритмы колебаний в форме вспышек высокой амплитуды разной частоты, обычны пароксизмальные ритмы тета- и дельта-колебаний или медленных волн 0,5—1,0 Гц.

По данным ЭЭГ возможно отличить диффузное поражение мозга от локального патологического процесса, установить сторону и в определенной степени локализацию патологического очага, отдифференцировать поверхностно расположенный патологический очаг от глубинного, распознать коматозное состояние и степень его выраженности; выявить фокальную и генерализованную эпилептическую активность.

Электроэнцефалография позволяет объективно оценить выраженность асимметрии ЭЭГ, наличие и генерализованных, и очаговых изменений электрической активности мозга, проявляющихся непосредственно во время ЭЭГ-исследования.

II. Эхоэнцефалография (ЭхоЭГ) — неинвазивный (на кожу не оказывается никакого воздействия с помощью игл или различных хирургических инструментов). метод исследования головного мозга с помощью ультразвуковой эхографии (ультразвука с частотой от 0,5 до 15 МГц/с). Звуковые волны такой частоты обладают способностью проникать сквозь ткани организма и отражаются от всех поверхностей, лежащих на границе тканей разного состава и плотности (мягкие покровы головы, кости черепа, мозговые оболочки, мозговое вещество, ликвор, кровь). Отражающими структурами могут быть и патологические образования (очаги размозжения, инородные тела, абсцессы, кисты, гематомы и др.). Применяется для оценки изменений в тканях мозга.

Показания ЭхоЭГ:

У детей до 1,5 лет, пока еще не зарос родничок, через который проводится исследование ЭхоЭГ позволяет оценить все мозговые структуры. У взрослых эхоэнцефалография применяется, прежде всего, для выявления объемных образований мозга при следующих патологиях:

головная боль,
головокружение,
травма головы,
диффузный и локальный отек мозга,
гематомы внутричерепные,
абсцессы,
опухоли мозга,
внутричерепная гипертензия,
гидроцефалия,
воспалительные заболевания головного мозга,
другие церебральные заболевания.

Эхоэнцефалография (ЭхоЭГ) используется для диагностики заболеваний:

Ишемия мозга, инсульт
Сотрясение, ушиб мозга
Вертебробазилярная недостаточность
Вегето-сосудистая дистония (ВСД)
Нарушение мозгового кровотока
Головная боль
Головокружение
Шум в ушах
Внутричерепное давление
Травма шеи
Энцефалопатия
Болезнь Паркинсона
Аденома гипофиза

Ход ЭхоЭг исследования:

Обследование производят преимущественно лежа, последовательно с правой, затем с левой боковой поверхности головы от лобной до затылочной области. Наиболее постоянным импульсом является эхо-сигнал, отраженный от срединных структур головного мозга (прозрачная перегородка, третий желудочек, эпифиз), названный «М-эхо».

Противопоказаний нет.

Эхоэнцелография расшифровка результатов:

Эхоэнцефалография (ЭхоЭГ) основанна на регистрации ультразвука, отраженного от границ внутричерепных образований и сред с различным акустическим сопротивлением (кости черепа, мозговое вещество, кровь, ЦСЖ). В неврологическую практику его ввел шведский врач Л. Лекселл (L. Leksell, 1956). Предназначенный для этого аппарат эхоэнцефалограф создает возбуждающий генераторный импульс и обеспечивает возможность регистрации отраженного эхосигнала на экране осциллографа (эхоэнцефалоскопия), которая может быть зафиксирована и в записи (собственно эхоэнцефалография).

Из эхосигналов от внутримозговых структур важнейшим является сигнал с наибольшей амплитудой — М-эхо (первый диагностический критери Лекселла), отраженный от срединных структур головного мозга, расположенных в сагиттальной плоскости (III желудочек и его стенки, прозрачная перегородка, большой серповидный отросток, межполушарная щель, эпифиз); расположенные
по сторонам от М-эха дополнительные сигналы значительно меньшей амплитуды (второй диагностический критерий Лекселла) в норме обычно являются отражением от стенок боковых желудочков.

В норме структуры, образующие М-эхо, расположены строго в сагиттальной плоскости и находятся на одинаковом расстоянии от симметричных точек правой и левой сторон головы, поэтому на эхоэнцефалограмме при отсутствии патологии сигнал М-эхо в равной степени отстоит от начального и конечного комплексов.

Отклонение срединного М-эха более чем на 2 мм в одну из сторон должно рассматриваться как проявление патологии.

Различное число эхосигналов левого и правого полушарий мозга рассматривается как ультразвуковая межполушарная асимметрия, причиной которой может быть патологический очаг различного происхождения в одном или в обоих полушариях мозга.

В последние годы разработаны методы многоосевой ЭхоЭГ и эхопульсография, позволяющая оценивать форму и амплитуду пульсирующих эхосигналов от сосудов и стенок желудочковой системы, определять степень дислокации сосудов и судить о выраженности внутричерепной гипертензии.

Основным достоинством метода является то, что он помогает диагностировать заболевания, приводящие к смещению внутричерепных структур от средней линии головного мозга.

III. Реоэнцефалография (РЭГ) (синоним: церебральная реография, биоимпедансная плетизмография) – метод диагностирования нарушений кровоснабжения мозга, т.е. для оценки изменений в системе кровообращения головного мозга. Проводят данную процедуру при помощи специального прибора - реографа. Для проведения процедуры используют металлические электроды, которые крепятся на голове при помощи резиновых лент.

Реоэнцефалография (РЭГ) -неинвазивный метод исследования сосудистой системы головного мозга, основанный на записи изменяющейся величины электрического сопротивления тканей при пропускании через них слабого электрического тока высокой частоты.

Физической основой метода реоэнцефалографии (РЭГ) является разница между электропроводностью крови и тканей тела, в связи с чем пульсовые колебания кровенаполнения вызывают прежде всего колебания электропроводности исследуемого участка.

Реоэнцефалография (РЭГ) применяется для диагностики заболеваний:

Ишемия мозга, инсульт
Лабильность внутричерепного давления
Сотрясение мозга, ушиб мозга
Травма шеи, шейно-черепной синдром
Головная боль
Головокружение
Гипертоническая болезнь
Шум в ушах
Вертебробазилярная недостаточность
Вегето-сосудистая дистония
Нарушение мозгового кровотока
Аденома гипофиза
Энцефалопатия
Болезнь Паркинсона

Ход обследования и расшифровка результатов:

Реоэнцефалография (РЭГ) предоставляет информацию об интенсивности мозгового кровенаполнения, состоянии сосудистого тонуса и эластичности стенок сосудов, о состоянии венозного оттока из полости черепа, а также о реактивности сосудов при действии факторов, изменяющих кровообращение.

Реоэнцефалографию назначают при перенесенных черепно-мозговых травмах, инсультах, в качестве профилактики и при периодических осмотрах, при необходимости, а также при головной боли, головокружении, гипертонической болезни.

При исследованиях применяют специальные функциональные пробы, которые дают возможность разграничить функциональные и органические изменения. Наиболее часто используют пробу нитроглицерином (в малых дозах, сублингвально), повороты головы, изменения положения тела. В качестве функциональных нагрузок используют гипервентиляцию (1-2 мин), задержку дыхания, ингаляцию углекислоты, различные (сосудорасширяющие или сосудосуживающие) фармакологические агенты, ортостатическую пробу, а для выявления степени развития коллатерального кровообращения применяют поочередные пережатия сонных или позвоночных артерий. Остро возникающие сдвиги артериального давления отражаются на реоэнцефалограмме изменением тонуса и даже уровня пульсового кровенаполнения, что также необходимо учитывать при анализе кривых.

При повышении сосудистого тонуса на реоэнцефалографии увеличивается время подъема пульсовой кривой, уплощается вершина, исчезают дополнительные волны. Понижение сосудистого тонуса характеризуется укорочением расстояния между зубцом Q на ЭКГ и началом волны, уменьшением времени восходящей части волны, заострением вершины при наличии 2 – 3 дополнительных волн на нисходящей части кривой.