Возрастные изменения ЭЭГ

ЭЭГ отражает функциональную активность мозга и, таким образом, зависит от степени организации мозговых систем. Отсюда понятны возрастные изменения ЭЭГ, знание которых имеет большое значение не только для диагностики, но и для оценки зрелости ЦНС. Одной из основных особенностей мозга новорожденного является относительно низкая степень миелинизации аксонов, что обусловливает значительно более низкую скорость проведения возбуждения, а также относительно слабая развитость отростков нейронов (большая часть аксональных окончаний еще не достигает целевых нейронов). Мозг новорожденного является, таким образом, олигосинаптическим по сравнению с мозгом взрослого. Все это в сочетании с незрелостью медиаторных систем и функциональным несовершенством ЦНС проявляется недостаточной специализацией и несовершенством межъядерных и корково-подкорковых функциональных связей.

Отражением незрелости ЦНС новорожденного является отсутствие в этот период организованной ритмической активности ЭЭГ, которая характеризуется генерализованными нерегулярными медленными волнами в основном в диапазоне δ-волн без регионарных различий и четкой симметричности. Следует отметить, что уже в этом периоде на ЭЭГ наблюдаются эпизодические серии α-колебаний амплитудой до 50-70 мкВ, которые нерегулярны и бывают не у всех новорожденных. При оценке ЭЭГ учитывают возраст от зачатия и возраст от рождения. Недоношенными считаются дети в возрасте от зачатия 30 недель и меньше и с массой тела менее 2,5 кг. ЭЭГ недоношенного ребенка до 24-27 недель представлена вспышками медленной дельта- и тета-активности, эпизодически комбинирующейся с острыми волнами, продолжительностью 2-20 сек., на фоне постоянной низкоамплитудной (до 20-25 мкВ) активности в основном медленного диапазона.

От 28 до 32 недель дельта- и тета-активность до 100-150 мкВ амплитудой становится более регулярной, хотя также может включать вспышки более высокоамплитудной тета-активности, перемежающиеся периодами уплощения.

С 32 недель появляется определенное различие ЭЭГ разных функциональных состояний. При этом в спокойном сне наблюдается интремиттирующая высокоамплитудная (до 200 мкВ и выше) дельта-активность, сочетающаяся с тета-колебаниями и острыми волнами, перемежающаяся периодами относительно низкоамплитудной активности.

У доношенного новорожденного в ЭЭГ четко определяются различия между бодрствованием с открытыми глазами (нерегулярная активность 4-5 Гц, 50 мкВ), активным сном (постоянная низкоамплитудная активность 4-7 Гц с наложенными более быстрыми низкоамплитудными колебаниями) и спокойным сном, характеризующимся вспышками высокоамплитудной дельта-активности в комбинации с веретенами высокоамплитудных более быстрых волн, перемежающихся низкоамплитудными периодами.

Здесь следует отметить присутствие у нормальных недоношенных детей и зрелых в течение первого месяца жизни альтернирующей активности во время спокойного сна, внешне напоминающей активность «вспышка-подавление» (birst-suppression), характерной для некоторых форм тяжелой церебральной патологии раннего возраста, что следует иметь в виду, отличая этого типа активность от патологической. Важным дополнительным фактором дифференциации является возраст ребенка. То, что для недоношенного является нормой, для более старшего будет патологией. Вторым важным моментом является присутствие альтернирующей кривой только в стадии, соответствующей спокойному сну, тогда как активность «вспышка-подавление» при патологии постоянно присутствует в ЭЭГ. Отсюда следует необходимость записи ЭЭГ в нескольких функциональных состояниях ребенка.

Вторым существенным моментом является достаточно регулярное присутствие в ЭЭГ новорожденных разного рода острых феноменов, соответствующих параметрам спайков и острых волн. Все это создает определенные трудности в их клинической оценке. При интерпретации острых феноменов в ЭЭГ младенца первых недель жизни следует учитывать комплекс признаков. Физиологические острые потенциалы характеризуются мультифокальностъю, спорадичностью появления, нерегулярностью следования. Амплитуда их обычно — до 100-110 мкВ, частота возникновения — в среднем до 5 за час, основное их количество приурочено к спокойному сну. Нормальными считаются также относительно регулярно возникающие острые потенциалы в лобных отведениях, не превышающие по амплитуде 150 мкВ. Важным условием является сохранность нормальной для данного возраста фоновой ЭЭГ.

К патологическим относятся острые потенциалы, превышающие указанные амплитуды и наблюдающиеся на патологически измененном фоне, имеющие высокую частоту появления, асимметрично представленные, следующие в виде ритмичных серий или периодических разрядов.

Нормальная ЭЭГ зрелого новорожденного характеризуется наличием ответа в виде уплощения ЭЭГ на стимуляцию и вызванными потенциалами на вспышку света, наблюдаемыми визуально на ЭЭГ123.

Дальнейшая эволюция ЭЭГ выражается в исчезновении в течение первого месяца жизни зрелого ребенка альтернирующей ЭЭГ спокойного сна, появлении на втором месяце хорошо организованных веретен сна, хорошо организованной ритмичной доминирующей активности в затылочных отведениях частотой 4-7 Гц — в возрасте 3 месяцев.

На протяжении первых 3 месяцев происходит постепенное формирование ритмической активности на ЭЭГ. В этот период на ЭЭГ преобладают δ-волны, частота которых увеличивается, они приобретают билатерально-синхронную организацию, что свидетельствует о созревании механизмов, обеспечивающих взаимодействие полушарий мозга через срединные структуры.

В течение 4-6-го месяцев идет процесс постепенного увеличения на ЭЭГ количества θ-волн и уменьшения δ-волн, так что к концу 6-го месяца на ЭЭГ доминирует ритм 5-7 Гц.

С 7 месяцев до 1 -го года формируется α-ритм на ЭЭГ с постепенным уменьшением количества δ- и θ-волн. К 12 месяцам на ЭЭГ доминирует ритм, который можно охарактеризовать как медленный α-ритм (6-8,5 Гц), в меньшем количестве присутствуют θ- и δ-волны.

Следует отметить, что на протяжении всего периода от рождения до одного года на ЭЭГ присутствуют все типы активности, включая α, β, θ и δ. Только в начальные периоды процент α- и β-активности незначителен и явно доминируют медленные волны, а к концу этого периода они постепенно замещаются более быстрой активностью. На протяжении всего 1-го года электрическая активность в затылочных отделах имеет более высокую частоту, чем в передних.

С 1-го года до 7-8 лет продолжается процесс постепенного вытеснения медленных ритмов более быстрыми колебаниями типа α, а также формирования β-ритма (рис. 1). После 8 лет доминирующим на ЭЭГ становится α-ритм (рис. 3). Тем не менее появление на ЭЭГ групп θ- и δ-колебаний, не превышающих по амплитуде фоновой a-активности и не имеющих регулярного или локального характера, не может рассматриваться как патология.

ЭЭГ ребенка 2,5 лет.
Рис. 1. ЭЭГ ребенка 2,5 лет.

Доминирующий α-ритм 7-8 Гц, амплитудой до 60-70 мкВ, перемежающийся с ритмом 6 Гц (медленный α-вариант) в затылочных отведениях. Одиночные и групповые диффузные θ-волны до 60 мкВ амплитудой.

ЭЭГ ребенка 5 лет.
Рис. 2. ЭЭГ ребенка 5 лет.

Доминирующий регулярный а-ритм 8 Гц, амплитудой до 100 мкВ в затылочных отведениях. Одиночные и групповые диффузные θ-волны до 60 мкВ амплитудой, преимущественно в задних отведениях.

ЭЭГ ребенка 8 лет.
Рис. 3. ЭЭГ ребенка 8 лет.

Доминирующий регулярный α-ритм 8,5-9 Гц, амплитудой до 90 мкВ в затылочных отведениях. Одиночные и групповые диффузные θ-волны до 50 мкВ амплитудой. Обратите внимание на увеличение частоты α-ритма, формирование его топической организации, уменьшение количества медленных волн с возрастом

В связи с гораздо большей вариабельностью частот в ЭЭГ детей, чем в более зрелом возрасте, целесообразно определить границы доминирующего ритма, ниже которых ЭЭГ следует рассматривать как ненормальную:

Таблица 1 Граничные значения частоты доминирующего ритма у детей

Возраст вЧастота в Гц
1>5
3>6
5>7
8>8

Окончательное формирование ЭЭГ происходит к 16-18 годам. Если в предыдущий период α-ритм сравнительно с периодом зрелости имеет еще относительно большую амплитуду и более низкую частоту, то к периоду полового созревания амплитуды и частоты основных ритмов стабилизируются, на ЭЭГ практически полностью исчезают δ- и θ-волны при регистрации в период бодрствования. Эта стабилизация ЭЭГ проявляется, в частности, в том, что на протяжении последующей жизни ее спектр, определяемый машинным анализом, остается в существенной мере стабильным и индивидуально характерным для данного обследуемого, если, естественно, его мозг не подвергался каким-либо тяжелым органическим повреждениям.

Изложенные общие тенденции эволюции ЭЭГ требуют дополнительной корректировки в плане индивидуальных и групповых особенностей развития, проявляющихся у клинически вполне нормальных детей наличием в определенном проценте случаев дополнительных феноменов и типов активности. Знание этих особенностей необходимо для правильной диагностики и во избежание гипердиагностики патологии. Среди них наблюдаются избыточные диффузные медленные волны, вспышки ритмичных медленных колебаний, разряды эпилептиформной активности. Все это приводит к тому, что с точки зрения традиционной оценка возрастной нормы даже у заведомо здоровых в неврологическом и психическом отношении детей «нормальными» могут быть оценены 70-80% ЭЭГ в возрасте до 21 года. Процентная встречаемость некоторых вариантов активности в детском и юношеском возрасте приведена в таблице 2.

Таблица 2. Представленность некоторых вариантов ЭЭГ в здоровой популяции в зависимости от возраста

Вид активности1-15 лет16-21 год
Медленная диффузная активность > 50 мкВ и > 30 % времени записи14%5%
Медленная ритмическая активность в задних отведениях25%0,5%
Эпилептиформная активность, вспышки ритмичных медленных волн15%5%
«Нормальные» ЭЭГ68%77%

Помимо соотношений, указанных выше, наблюдаются и нелинейные, зависимые от возраста изменения представленности разного типа активности в ЭЭГ. Так, с возраста 3-4 лет до 12 нарастает с 3 до 16% доля ЭЭГ с избыточными медленными волнами, а затем этот процент достаточно быстро снижается.

Частота оптимального усвоения ритма при световой ритмической стимуляции нарастает с возрастом. Общей тенденцией является уменьшение количества и амплитуды медленных колебаний, появляющихся при гипервентиляции. Однако и здесь есть некоторые отклонения от линейности. Так, ответ на гипервентиляцию высокоамплитудными медленными волнами в возрасте 9-11 лет более выражен, чем в более младшей группе. Не исключено, однако, что это связано с менее четким выполнением пробы детьми младшего возраста, так как эффект гипервен-гиляции зависит от интенсивности дыхания и, соответственно, степени развивающейся гипокапнии. До 7 лет ответ на гипервентиляцию в виде высокоамплитудных медленных волн преобладает в задних отведениях, после этого он начинает преобладать в передних.

Следует отметить, что аномальные феномены в ЭЭГ коррелируют между собой. Так, избыточная представленность медленных колебаний коррелирует с замедлением доминирующей активности и представленностью в ЭЭГ вспышек медленных волн и эпилептиформной активности4. В связи с этим можно предполагать, что эти субклинические отклонения ЭЭГ могут представлять собой проявление нейрофизиологических дисфункций, которые при определенных условиях могут реализоваться в виде психо-неврологической патологии. Возможно, что некоторые формы эпилепсии, протекающие относительно доброкачественно, в частности детская и юношеская эпилепсия с абсансами, рекрутируются именно из этих групп здоровых, что может быть выявлено при катамнес-гических исследованиях.

Приведенные основные характеристики ЭЭГ в процессе созревания должны учитываться при диагностике, поскольку, например, θ- и δ-волны, являющиеся нормой для маленького ребенка, на ЭЭГ взрослого говорят о патологических изменениях в мозге.

Динамика изменений ЭЭГ в процессе созревания находится в соответствии с концепцией связи характера ритмики ЭЭГ с организацией церебральных систем. Специальные исследования показывают, что частота ритмов на ЭЭГ находится в тесной положительной корреляционной связи с массой мозга, причем эта связь касается как возрастных различий массы мозга, так и различий, обусловленных нарушениями развития5.

Принимая концепцию, согласно которой медленная активность на ЭЭГ маленьких детей обусловлена недостаточной плотностью синапсов на теле в дендритном дереве корковых нейронов и низкой скоростью аксонального проведения, можно понять механизм различий в частоте ритмов. Действительно, более медленная циркуляция импульсов по нейронным сетям мозга должна, естественно, давать более низкую частоту разрядов нейронов, а меньшее количество активных синапсов в мозге, со статистической точки зрения, должно соответствовать меньшей дисперсии активности отдельных межнейрональных контактов и соответственно меньшей степени десинхронизованности ЭЭГ, чем в мультисинаптическом мозге взрослых. Все это в конечном итоге должно приводить к более медленной, но более высокоамплитудной активности, которая и наблюдается на ЭЭГ детей младшего дошкольного возраста. Тесная связь ЭЭГ с развитием мозга позволяет давать объективную оценку зрелости мозга у детей с теми или иными нейропси-хическими отклонениями, а обнаружение указанных нарушений развития позволяет своевременно принять необходимые лечебно-гигиенические меры для обеспечения нормального формирования ЦНС ребенка.

Уже упомянутая относительная стабильность характеристик ЭЭГ взрослого человека сохраняется приблизительно до 50 лет. С этого периода наблюдается перестройка спектра ЭЭГ, выражающаяся в уменьшении амплитуды и относительного количества α-ритма и нарастании количества β-ритма и θ-волн. Доминирующая частота после 60-70 лет имеет тенденцию к снижению. Видимые при визуальном анализе θ- и δ-волны у практически здоровых лиц появляются также в этом возрасте. Анализ данных ЭЭГ и клинического обследования позволяет полагать, что замедление ЭЭГ связано с дисциркуляторными факторами. Описанные изменения ЭЭГ приводят к прогрессивному увеличению количества пограничных с нормой и патологически измененных ЭЭГ от IV к VII декаде жизни6. Есть также основания полагать, что существенные отклонения от ЭЭГ спокойного расслабленного бодрствования у лиц после 70 лет могут обусловливаться нарушениями функции нормальной регуляции сна и бодрствования, поскольку в этом возрасте в дневное время часто наблюдается переход на низкий уровень бодрствования, в дремоту и на разные уровни сна, чему особенно способствуют условия электроэнцефалографического исследования: расслабленное полулежачее положение, затемнение, закрытые глаза, звукоизоляция. К 90-100 годам продолжается снижение частоты доминантного ритма, нарастает количество медленной активности, появляются ее асимметрии в височных отведениях. Количественный анализ выявляет снижение мощности доминантного ритма и уменьшение его зональных различий по сравнению с 60-летними здоровыми7. Одновременно снижается реактивность α-ритма на активирующие нагрузки, а мощность β-активности при функциональных нагрузках возрастает8.

Footnotes

  1. Фарбер Д.А. Функциональное созревание мозга в раннем онтогенезе. М.: Просвещение, 1969.
  2. Westmoreland B. Stockard .1. The EEG in infants and childern.: Normal patterns/Amer. J. EEG Technol., 1977, v. 17, p. 187—206.
  3. Coen R.W., Tharp B.R. Neonatal electroencephalography / Adv. Perinatal Med. New York-London, 1985, v. 4, p. 267-297.
  4. Eeg-Olofsson O. The development of the electroencephalogram in normal children and adolescents from the age of 1 through 21 years / Acta, pediat. scand. Suppl. 1970, v. 208, p. 1-47.
  5. Nombela G. Bases morfologicas de la evolution del EEG desde los seis meses postnatalesalosnueveanos/Arch. neurobilol., 1976, v. 39, p. 195—212.
  6. Karbowski K. Das normale und pathologische EEG im hoheren Lebensalter / Wiss. Z. Fridrich-Zchiller — Univ. Jena. Naturwiss. R. 1985 — Bd. 34, H. 1, s. 65—71.
  7. Wu X. EEG, qualitative EEG, BAEP and ERP in centinarians/ Clin, electroencephalogr., 1993, v. 24, p. 127—137.
  8. Marciani M.G., Stefanini E, Sabbadini M., Gigli G.L. Cerebral aging: EEG and mental activities/Ital. J. Neurol. Sci., 1991, v. 12, p. 47.