Вызванные потенциалы мозга (ВП)

Вызванные потенциалы или вызванный ответ (evoked potential/evoked response, EP, ВП) – это электрические потенциалы, записанные из определенной части нервной системы, в частности головного мозга человека или других животных, возникшие в ответ на внешний стимул разной модальноси, например световая вспышка. Относится к потенциалам, связанным с событием (ERP).1

Различные типы потенциалов являются результатом стимулов разных модальностей и типов.2 Вызванные потенциалы отличаются от спонтанных потенциалов, обнаруженных с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), электромиографии (ЭМГ) или другого метода электрофизиологической записи. Такие потенциалы полезны для электродиагностики и мониторинга, которые включают обнаружение заболеваний и сенсорной дисфункции, связанной с лекарственными средствами, и интраоперационный мониторинг целостности сенсорных путей.3

Этапы обработки информации анализируются с помощью вызванных потенциалов. В отличие от ЭЭГ необходимым условием для регистрации вызванных потенциалов является четкая временная связь регистрируемой биоэлектрической активности мозга с конкретным событием, будь то движение или появление стимула. Задачи, используемые в исследованиях с регистрацией вызванных потенциалов, широко охватывают разнообразные сенсорные, когнитивные и моторные функции. Они включают различные типы тестовых заданий по детекции и распознаванию стимулов разных сенсорных модальностей, задания с отсроченной реакцией для изучения рабочей памяти, GO/NOGO-тесты для оценки функций контроля исполнения и многие другие. Каждое конкретное задание ассоциируется с определенным набором психологических операций, например, таких как детекция и распознавание стимулов, обновление рабочей памяти, инициация или подавление действия, мониторинг результата действия и т.д. В свою очередь, каждая из психологических операций вызывает временное появление паттернов активации/деактивации нейронов в определенных областях мозга. Сумма синхронно генерируемых и связанных с событием постсинаптических потенциалов регистрируется с поверхности скальпа в виде компоненты вызванных потенциалов — отклонения потенциала, которое ограничено во времени и пространственно локализовано.

История

Метод вызванных потенциалов получил широкое распространение в области когнитивных нейронаук более 40 лет назад — в 60-х годах прошлого столетия. Первая попытка разделения вызванных потенциалов на компоненты была предпринята в 70-х годах с помощью факторного анализа и метода главных компонент. Однако эти методики позволяли выявить только ортогональные (в строго математическом смысле) компоненты вызванных потенциалов, что явно является ограничением, поскольку ясно, что компоненты не обязательно являются ортогональными. Развитие новых методов объективного разделения компонент (как, например, метод независимых компонент) преодолели недостатки старых подходов и открывают новые возможности исследований в этом направлении. Накапливаемое знание демонстрирует высокую эффективность и диагностическую мощность метода оценки независимых компонент вызванных потенциалов как эндофенотипов дисфункций мозга.

Принцип метода

Генерация разных ритмов ЭЭГ осуществляется за счет разных нейронных механизмов. Считается, что эти ритмы, регистрирующиеся в состоянии спокойного бодрствования при открытых и закрытых глазах, отражают фоновую или спонтанную активность мозга. Однако с появлением стимула или при выполнении движения в течение первых 200 мс наблюдается подавление (десинхронизация) активности в альфа– и бета-частотных диапазонах ЭЭГ. Динамические характеристики этих ритмов свидетельствуют о том, что сами по себе они отражают не процессы обработки информации, а, скорее, модуляцию информационных потоков в мозге. Характеристиками вызванных потенциалов являются латентный период (латентность), амплитуда (или площадь), полярность (негативная/позитивная) и форма. Существуют две разные функции информационных потоков мозга:

  1. функция, ассоциирующаяся с информационными потоками, связанными с обработкой сенсорной информации или действий;
  2. функция модуляции информационных потоков, которая проявляется в виде синхронизации или десинхронизации ЭЭГ-активности.

Вызванные потенциалы регистрируются в центральной нервной системе после стимуляции органов чувств. 4 Существует три вида вызванных потенциалов, широко используемых в клинической практике: слуховые вызванные потенциалы, обычно регистрируемые с волосистой части головы, но возникающие на уровне ствола головного мозга; зрительные вызванные потенциалы и соматосенсорные вызванные потенциалы, которые вызываются электрической стимуляцией периферических нервов. Примеры использования:

  • ССВП может быть использован для локализации поражений периферических нерв или спинного мозга.
  • Зрительный вызванный потенциал (ЗВП, VEP) и акустический стволовой ВП (АСВП, BAEP) могут дополнять нейровизуализацию, как часть исследований для диагностики таких заболеваний, как рассеянный склероз.
  • Короткие латентные ВП, такие как соматосенсорный вызванный потенциал, зрительный вызванный потенциал и акустический стволовой вызванный потенциал, могут быть использованы для определения прогноза травматической и аноксической черепно-мозговой травмы. На ранних стадиях после аноксической черепно-мозговой травмы отсутствие ответа хотя бы в одном полушарии на протяжении нескольких суток с высокой вероятностью предсказывает неблагоприятный исход. При черепно-мозговой травме аномальные реакции указывают на неспособность оправиться от комы. При обоих типах травм нормальные реакции с высокой вероятностью предсказывает благоприятный исход. Более того, восстановление ответов на ВП часто указывает на клиническое выздоровление.

Номенклатура и классификация

Схематическое представление транзиентного слухового вызванного ответа

Символы над волнами представляют стандартную электрофизиологическую номенклатуру. Компонент P3 или P300 представляет связанный с событиями потенциал через 300 мс после стимуляции.

В ВП-исследованиях первых лет анализируемые компоненты определялись как позитивные или негативные пики, наблюдавшиеся либо на самих вызванных ответов, либо на разностных ВП. Разностные вызванные потенциалы получались в результате вычитания вызванного ответа, зарегистрированного в задаче, не требующей вовлечения определенных психологических операций, из ВП при другой задаче, где эти операции предположительно должны были протекать. Отклонения потенциала, видимые на разностных вызванных ответвх, могут быть подразделены на разные классы в зависимости от их латентности и полярности (позитивные или негативные), как, например: Р100, N100, N200, Р200, РЗОО, N400, где Р используется для обозначения позитивности, а N — негативности, а число обозначает латентный период (ЛП) пика в миллисекундах. Однако пиковая латентность не является исчерпывающей характеристикой описания компонент вызванных потенциалов. В частности, пиковая латентность так называемой РЗb-компоненты, в зависимости от сложности задачи по дискриминации целевого/нецелевого стимула, может варьировать в пределах нескольких сотен миллисекунд. Даже полярность определенной компоненты может зависеть от условий регистрации вызванных ответов. Так, компонента С1, которая генерируется в VI области зрительной коры, негативна для стимулов, предъявляемых в верхней части зрительного поля, и позитивна для стимулов из нижней его области. Причиной этого является особая анатомическая пространственная организация 17-го поля Бродмана (ПБ) коры головного мозга.

Другой подход в классификации вызванных потенциалов подразумевает рассмотрение компонент с позиций их функциональной значимости. Существует несколько компонент ВП, которые регистрируются только в определенных поведенческих парадигмах и носят специальные обозначения в соответствии с их предполагаемой функцией. Одними из наиболее исследованных компонент ВП являются: «негативность рассогласования» (HP) как показатель детекции изменений повторяющейся слуховой стимуляции; «процессная негативность» (ПН) как показатель фокусирования внимания на одном из сенсорных каналов; «негативность ошибки» (НО) как показатель некорректных, ошибочных действий в длительном выполнении тестового задания; N2 NOGO компонента как показатель подавления моторной реакции, Р3b-компоненты как показатель обновления рабочей памяти; Р3а-компоненты как показатель непроизвольного переключения внимания.

Зрительные вызванные потенциалы

Нормальные визуально вызванные потенциалы с двумя положительными пиками на 100 (здесь 109 мс после стимуляции) и 200 мс

Зрительный или вызванный потенциал (ЗВП, VEP) – представляют собой электрические сигналы, генерируемые зрительной корой в ответ на визуальную стимуляцию. Вызываются световыми вспышками или определенным паттерном, например шахматная доска, и регистрируются с затылочных электродов. Используется для подтверждения повреждения зрительного пути,5 включая сетчатку, зрительный нерв, зрительный хиазм, зрительнуя лучистость и затылочную кору.6 Одно из применений – измерение остроты зрения у детей. Электроды помещаются на голову младенца над зрительной корой, а на сером фоне попеременно отображается шахматная доска, либо решетчатый рисунок. Если поля или полоски контролера достаточно велики, чтобы их можно было обнаружить, генерируются зрительные вызванные потенциалы; в противном случае ничего не генерируется. Это объективный способ измерения остроты зрения ребенка.7

Зрительный вызванный потенциал наиболее чувствителен к нарушениям зрения, которые не могут быть обнаружены только при физикальном осмотре или МРТ, даже если при этом нельзя выяснить этиологию. Зрительные вызванные потенциалы могут быть патологическими при: неврите зрительного нерва; невропатии зрительного нерва; демиелинизирующем заболевании; рассеянном склерозе; атаксии Фридрейха; дефиците витамина B12; нейросифилисе; мигрени; ишемической болезни; опухоли, сдавливающей зрительный нерв, глазной гипертонии; глаукоме; диабете; токсической амблиопии; алюминиевой нейротоксичности; марганцевой интоксикации; ретробульбарном неврите и черепно-мозговой травме.8

Компонент P100 ответа зрительного вызванного потенциала имеет большое клиническое значение. Например, пациенты с острым тяжелым невритом зрительного нерва часто теряют реакцию Р100 или имеют сильно ослабленные реакции. Клиническое выздоровление и улучшение зрения приходят с восстановлением Р100, но с аномально увеличенной латентностью, которая продолжается бесконечно, и поэтому она может быть полезна в качестве индикатора предыдущего или субклинического неврита зрительного нерва.9

Зрительные вызванные потенциалы у пациента с рассеянным склерозом с невритом зрительного нерва.

ЗВП регистрируются с помощью электрода, расположенного в средней затылочной (Oz) области, относительно среднего лобного (Fz) канала. (A) Нормальный ответ приводит к последовательности трех основных отрицательных (N) - положительных (P) - отрицательных (N) компонентов, которые достигают пика примерно через 75–100–145 мс, с топографическим распределением в затылочной и средней линии. Все компоненты формируются в полосатой коре. ЗВП интерпретируются с точки зрения различий в латентности, амплитуде и межпозвоночном эффекте компонента P100, который является наиболее стабильным компонентом, полученным после стимуляции с изменением структуры. (B) Аномальный P100 у 26-летней пациентки с диагнозом острый неврит левого зрительного нерва и сенсорные нарушения в качестве начальных симптомов.

Типы зрительных вызванных потенциалов

Некоторые специфичные ЗВП:

  • Монокулярный реверсивный паттерн (наиболее распространенный) (англ. Monocular pattern reversal)
  • ЗВП развёртки (англ. Sweep visual evoked potential)
  • Бинокулярный ЗВП (англ. Binocular visual evoked potential)
  • Хроматический ЗВП (англ. Chromatic visual evoked potential)
  • Полу-польний ЗВП (англ. Hemi-field visual evoked potential)
  • ЗВП, стимулированный вспышкой (англ. Flash visual evoked potential)
  • LED Goggle ЗВП
  • ЗВП, стимулированный движением (англ. Motion visual evoked potential)
  • Многофокальный ЗВП (англ. Multifocal visual evoked potential)
  • Многоканальный ЗВП (англ. Multi-channel visual evoked potential)
  • Многочастотный ЗВП (англ. Multi-frequency visual evoked potential)
  • Стерео-вызванный ЗВП (англ. Stereo-elicited visual evoked potential)
  • Устойчивый визуально вызванный потенциал (англ. Steady state visually evoked potential)

Слуховые вызванные потенциалы

Слуховой вызванный потенциал

Слуховые вызванные потенциалы (СВП, AEP) могут использоваться для отслеживания сигнала, генерируемого звуком, по восходящему слуховому пути. Вызванный потенциал генерируется в улитке, проходит через улитковый нерв, через улитковое ядро, верхний оливковый комплекс, латеральный лемнискус, к нижнему колликулюсу в среднем мозге, к срединному коленчатому телу и, наконец, к коре головного мозга.10 Слуховой вызванный потенциал представляет собой очень малые потенциалы электрического напряжения, исходящие из мозга, которые регистрируются на коже головы в ответ на слуховой раздражитель, такой как различные тоны, речевые звуки и т. д., которые регистрируются в ответ на слуховой стимул от электродов, помещенных на кожу головы.

Слуховые вызванные потенциалы были разделены на компоненты с коротким временем ожидания, с задержкой менее 10 мс у взрослых; СВП с большой задержкой, превышающей 50 мс; и СВП со средней задержкой.

Слуховые вызванные потенциалы служат для оценки функционирования слуховой системы и нейропластичности.11 Их можно использовать для диагностики нарушений слуха у детей, может быть оценено пороговое значение слуха, что помогает в разработке специальных образовательных программ для людей с проблемами слуха или познания.12

Соматосенсорные вызванные потенциалы

Соматосенсорные вызванные потенциалы (ССВП, SSEP) – это ВП, регистрируемые в головном или спинном мозге при повторной стимуляции периферических нервов. Соматосенсорные вызванные потенциалы используются в нейромониторинге для оценки функции спинного мозга пациента во время операции. Они регистрируются путем стимуляции чаще всего большеберцового нерва, срединного нерва или локтевого нерва, обычно с помощью электрического стимула. Ответ затем записывается с кожи головы пациента.

Левая сторона: нормальные соматосенсорные вызванные потенциалы с короткой латентностью (SSEPS) после стимуляции срединного нерва (верхняя фотография) и заднего большеберцового нерва (нижняя фотография). Правая сторона: верхнее изображение показывает нормальные срединные нервные SSEPS, в то время как потенциалы скальпа от заднего большеберцового нерва (нижнее изображение) показывают рассеянный потенциал P37 с длительной латентностью

Электрические стимулы все же являются наиболее распространенными для проведения соматосенсорных вызванных потенциалов из-за легкости исполнения и надежности.13 ССВП может использоваться для прогноза состояния пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой.14 Поскольку соматосенсорный вызванный потенциал с задержкой менее 50 мс, относительно, не зависит от сознания, при раннем использовании у коматозного пациента он может надежно и эффективно предсказать исход.15 Например, коматозные пациенты без двусторонней реакции, в 95% не оправляются от комы.16 Но нужно быть внимательным, анализируя результат. Например, повышенная седация и другие повреждения ЦНС могут повлиять на соматосенсорные вызванные потенциалы.

Из-за низкой амплитуды сигнала после того, как он достигает скальпа пациента, и относительно высокого уровня электрического шума, вызванного фоновой ЭЭГ, ЭМГ мышцы головы или электрическими устройствами в комнате, сигнал должен быть усреднен. Использование усреднения улучшает отношение сигнал/шум. Как правило, в операционной комнате для адекватного разрешения вызванного потенциала необходимо использовать более 100 и до 1000 средних значений.

Двумя наиболее изученными аспектами ССВП являются амплитуда и задержка пиков. Наиболее преобладающие пики были изучены и названы в лабораториях. Каждой вершине присваивается буква и номер в названии. Например, N20 относится к отрицательному пику (N) при 20 мс. Этот пик регистрируется в коре головного мозга при стимуляции срединного нерва. Скорее всего, это соответствует сигналу, достигающему соматосенсорной коры. При использовании в интраоперационном мониторинге задержка и амплитуда пика относительно базовой линии пациента после интубации являются важным показателем. Резкое увеличение латентности или уменьшение амплитуды являются показателями неврологической дисфункции.

Во время операции большое количество используемых анестезирующих газов может повлиять на амплитуду и латентность ССВП. Любой из галогенированных агентов или закиси азота увеличит латентность и уменьшит амплитуды ответов, иногда до такой степени, что ответ не обнаруживается. По этой причине обычно используется анестетик, включающий меньше галогенированного агента и больше внутривенных снотворных и наркотических средств.

Лазерные вызванные потенциалы

Обычные ССВП контролируют функционирование части соматосенсорной системы, связанной с такими ощущениями, как прикосновение и вибрация. Часть соматосенсорной системы, которая передает сигналы боли и температуры, контролируется с помощью вызванных лазером потенциалов (ЛВП, LEP). Вызванные лазером потенциалы используют для обнаружения нарушений проводимости через спиноталамические тракты. Потенциалы вызываются инфракрасным лазерным стимулом. Излучение направлено на создание болезненного теплового раздражения на коже кисти и стопы. В периферической нервной системе болевые и тепловые сигналы передаются по тонким (C и A-дельта) волокнам к спинному мозгу далее в таламус и кору головного мозга. ЛВП можно использовать для определения того, есть ли повреждения в спиноталамическом пути, либо невропатия в этих мелких чувсвительных волокнах, или же в более крупных (осязание, вибрация) волокнах.17

Моторный вызванный потенциал

Результаты мониторинга транскраниального электрического вызванного потенциалы от первой дорсальной межкостной (FDI) и передней большеберцовой (ATib) мышц

Моторные вызванные потенциалы (МВП, MEP) регистрируются мышцами после прямой стимуляции обнаженной моторной коры или транскраниальной стимуляции моторной коры, магнитной или электрической. Транскраниальный магнитный МВП (TCmMEP) обладает высоким клинико-диагностическим потенциалом. Транскраниальный электрический MВП (TCeMEP) широко использовался в течение нескольких лет для интраоперационного мониторинга функциональной целостности пирамидного тракта.

В течение 1990-х годов предпринимались попытки контролировать «моторные вызванные потенциалы», в том числе «нейрогенные моторные вызванные потенциалы», регистрируемые периферическими нервами, после прямой электрической стимуляции спинного мозга. Стало ясно, что эти «моторные» потенциалы были почти полностью вызваны антидромной стимуляцией сенсорных путей – даже когда запись велась с мышц (антидромная стимуляция сенсорных путей запускает миогенные реакции через синапсы на уровне корневого элемента). TCMEP будь то электрический или магнитный, является наиболее практичным способом обеспечения чисто двигательных реакций, поскольку стимуляция сенсорной коры не может привести к нисходящим импульсам за пределами первого синапса (синапсы не могут дать обратный импульс).

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС,TMS), индуцированная МВП, использовались во многих экспериментах когнитивной нейробиологии. Поскольку амплитуда МВП коррелирует с двигательной возбудимостью, они предлагают количественный способ проверки роли различных типов вмешательств в двигательной системе (фармакологическое, поведенческое, поражение и т. д.). Таким образом, транскраниальные электрические стимуляции, индуцированные МВП, могут служить показателем скрытой подготовки или облегчения моторики, например, индуцированной системой зеркальных нейронов при наблюдении чужих действий.18 Кроме того, МВП используются в качестве эталона для регулировки интенсивности стимуляции, которая должна доставляться ТМС при нацеливании на кортикальные области, ответ которых может быть не так легко измеримым, например, в контексте терапии на основе транскраниальной магнитной стимуляции.

Поведенческие парадигмы

Основаная статья: Поведенческие парадигмы ВП

Подавляющее большинство исследовательских парадигм, разработанных для изучения реакций мозга в ответ на стимулы или действия, подразумевают получение так называемых вызванных потенциалов, сигналов в форме волны, выделяемых из фоновой ЭЭГ посредством процедуры усреднения.

СистемаСхема поведенческой парадигмыОписаниеНазваниеКомпонента
Сенсорные системы и система вниманияOddballПоследовательно предъявляются стандартные (St) и девиантные (Dev) стимулы, в случайном порядке с заданными вероятностями (обычно 90% стандартных и 10% девиантных). В активной модификации задания испытуемые либо нажимают на кнопку в ответ на появление девиантного стимула, либо считают их количество. В пассивной модификации (в основном для слуховой модальности) испытуемые выполняют другую параллельную задачу (например, читают книгу), игнорируя предъявление стандартных и девиантных стимуловOddballНегативность рассогласования в пассивной модификации и Р3b в активной
Сенсорные системы и система вниманияOddball-парадигма с новыми стимуламиС разной вероятностью, в случайном порядке и последовательно предъявляются стандартные (St. 80%). девиантные (Dev. 10 %) и новые (неожиданные) стимулы (Nov. 10%). В активной модификации задания испытуемые либо нажи¬мают на кнопку в ответ на появление девиантного стимула, либо считают их количество. В пассивной модификации (в основном для слуховой модальности) испытуемые вы¬полняют другую параллельную задачу (например, читают книгу), игнорируя предъявление стандартных и девиантных стимуловOddball- парадигма с новыми стиму-ламиНегативность рассогласования. РЗb и РЗа
Сенсорные системы и система вниманияПарадигма дихотического прослушиванияОдновременное предъявление двух потоков стимуляции раз¬ной пространственной локализации (например, правое или левое ухо). Задача испытуемого — фокусировать внимание на одном из потоков и реагировать на девиантные стимулы предъявляемые в этом потокеПарадигма дихотического прослушивания и ее визуальный аналогПроцессная негативность
Сенсорные системы и система вниманияПарадигма селективного вниманияПредъявление стимулов разного цвета. Внимание сконцентри¬ровано на одном из стимулов определенного цвета, а стимулы другого цвета игнорируются. ВП регистрируются в ответ на целевые стимулы (на которых фокусируется внимание, реле¬вантные) и игнорируемые (нерелевантные)Парадигма селективного (не пространственного) вниманияНегативность селекции
Сенсорные системы и система вниманияПарадигма пространственной сигнализацииВ каждой пробе целевой стимул (в данном случае •+• может предъявляться как в правой, так и в левой части зрительного поля. В появлении стимула в определенной части зрительного поля испытуемый предварительно информируется сигнальным стимулом (на данном примере стрелкой). Появление целевых стимулов в разных пробах может) быть верно или неверно предсказано сигнальным стимуломПарадигма пространственной сигнализации (тест Познера)Эффект валидности — разница между ВП при верном и неверном сигнальном стимуле
Исполнительная системаПарадигма отсроченного сопоставления с образцомСначала предъявляется тестовый стимул (образец) после чего следует пауза и предъявляется стимул-проба. Задачей испытуемого является сравнить стимул-пробу с тестовым стимулом и решить, соответствуют ли они друг другуПарадигма отсроченного сопоставления с образцомВо время паузы между двумя стимулами регистрируется условно негативное отклонение
Исполнительная системаN-обратная задачаПредъявляется серия стимулов. От испытуемого требуется определить, соответствует ли текущий стимул предыдущему, предъявлявшемуся некоторое (N) количество проб до негоN-обратная задачаВП-корреляты рабочей памяти
Исполнительная системаПарадигма детекции конфликта Задача испытуемого заключается в наиболее быстром и корректном реагировании на центрально расположенные стимулы (в данном случае буквы) в последовательности из S стимулов. Например, при (Н) нужно нажимать кнопку левым указательным пальцем руки, а при (S) соответственно правымПарадигма детекции кон-фликта (флан¬говый тест Эриксона, тест Струпа здесь не показан)Негативность, связанная с ошибкой, генерируемая в некорректных пробах
Исполнительная системаGO/NOGO-парадигма В случайном порядке и с равной вероятностью предъявляются два типа стимулов (GO и NOGO). Длительность межстимульного интервала достаточна для того, чтобы испытуемый успел подготовить нужный ответGO/NOGO- парадигма (двухстимульный GO/NOGO- тест является вариантом этой парадигмы)N2 NOGO- компонента генерируется в ответ на NOGO-стимулы. Р400 компонента мониторинга также генерируется при NOGO стимулах
Аффективная системаПарадигма провокации настроенияСначала через наушники предъявляются стимулы, связанные с прошлым испытуемого и провоцирующие возникновение определенных эмоций. После чего предъявляются изображе¬ния лиц, выражающие разные эмоции (радость, печаль или эмоционально нейтральные)Парадигма провокации настроенияРазность ВП при эмоциях радости и печали
Эпизодическая памятьПарадигма старое — новоеЗа день до непосредственной регистрации ВП. испытуемому предъявляется список слов для запоминания. Во время тести¬рования. испытуемому предъявляются «старые» (запомненные накануне) и «новые» стимулы.Парадигма старое — новоеЭффект старого — нового

Применение

Интраоперационный мониторинг

Соматосенсорные вызванные потенциалы обеспечивают мониторинг дорсальных колонн спинного мозга. Сенсорные вызванные потенциалы могут также использоваться во время операций, которые подвергают риску структуры мозга. Они эффективно используются для определения кортикальной ишемии во время операций по эндотерэктомии сонной артерии и для картирования сенсорных областей мозга во время операции на головном мозге.

Электрическая стимуляция кожи головы генерирует электрический ток в мозге, который активирует двигательные пути пирамидных путей. Этот метод известен как мониторинг потенциала транскраниального электромоторного потенциала (TcMEP). Этот метод эффективно оценивает двигательные пути в центральной нервной системе во время операций, которые подвергают риску эти структуры. Эти двигательные пути, в том числе боковой кортикально-спинномозговой тракт, расположены в боковых и вентральных фуникулах спинного мозга. Поскольку вентральный и дорсальный спинной мозг имеют раздельное кровоснабжение с очень ограниченным коллатеральным течением, синдром поражения передних рогов (паралич или парез с некоторой сохраненной сенсорной функцией) является возможным хирургическим осложнением, поэтому важно проводить мониторинг, специфичный для двигательных трактов, а также мониторинг дорсального столба.

Транскраниальная магнитная стимуляция по сравнению с электрической стимуляцией обычно считается непригодной для интраоперационного мониторинга, поскольку она более чувствительна к анестезии. Электростимуляция слишком болезненна для клинического использования у бодрствующих пациентов. Таким образом, эти два метода являются взаимодополняющими: электрическая стимуляция является выбором для интраоперационного мониторинга и магнитная для клинических применений.

Вызванные потенциалы в фармакологических исследованиях

На данный момент определенный оптимизм внушает использование метода независимых компонент в анализе вызванных потенциалов, который может наиболее эффективно оценивать функционирование мозговых систем и, следовательно, характеризоваться большим размером эффекта, исследуемого фармакологического препарата. 

Данный подход состоит из нескольких этапов:

  1. У репрезентативной группы здоровых испытуемых (норма) в условиях определенного тестового задания производится регистрация ВП;
  2. С помощью метода независимых компонент осуществляется разложение на отдельные компоненты усредненных по группе испытуемых ВП. Выявляемые компоненты, генерируемые в разных областях коры, характеризуются разной динамикой временной активности и являются независимыми друг от друга;
  3. Пациентам дается тестовое задание то же самое тестовое задание, что и в контрольной группе, до и спустя некоторое время после фармакологического воздействия;
  4. С помощью пространственной фильтрации, основанной на топографии компонент, выявленных при анализе ВП испытуемых контрольной группы, производится разложение на компоненты ВП, зарегистрированных у пациентов;
  5.  До лечения у пациентов выявляются компоненты, отклоняющиеся от нормы.
  6. Производится оценка влияния лечения на компоненты, которые до фармакологического воздействия отклонялись от нормы.

Результат применения подхода показан на рисунке, где представлены вызванные потенциалы ребенка (мальчика) с синдромом нарушения внимания и гиперактивностью (СНВГ). До лечения у пациента наблюдалось избирательное отклонение от нормы в амплитуде N1/Р2-компоненты слухового ВП. Данная компонента регистрировалась на ВП, получаемых в ответ на второй стимул предъявляемой пары (растение, человек + новый звуковой стимул) и, как предполагается, отражала эффект новизны — ответ мозга на неожиданный новый стимул. Как видно, спустя час после приемы риталина N/N1/Р2-компонента этого пациента почти достигла нормальных значений.

ВП в фармакологических исследованиях
ВП в фармакологических исследованиях

А. Компонента новизны, или N1/Р2-компонента (тонкая линия), полученная при построении ВП ребенка (мальчика) с СНВГ, до и спустя 1 час после принятия риталина в сравнении с независимой компонентой, вычисленной из массива ВП-данных группы здоровых испытуемых (толстая линия). А. Разностная волна (пунктирная линия), полученная в результате сравнения компоненты новизны пациента и компоненты, полученной на группе здоровых испытуемых. Б. Топограммы отношения спектральной мощности тета- и бета-ритмов, вычисленные у группы нормальных испытуемых и у пациента до и после принятия риталина.

 

Footnotes

  1. Kwasnica, Christina (2011). Kreutzer, Jeffrey S; DeLuca, John; Caplan, Bruce (eds.). Evoked PotentialsEncyclopedia of Clinical Neuropsychology. Springer. p. 986. doi:10.1007/978-0-387-79948-3ISBN 978-0-387-79947-6.
  2. VandenBos, Gary R, ed. (2015). evoked potential (EP)APA dictionary of psychology (2nd ed.). Washington, DC: American Psychological Association. p. 390. doi:10.1037/14646-000ISBN 978-1-4338-1944-5.
  3. Sugerman, Richard A (2014). “CHAPTER 15 – Structure and Function of the Neurologic System”. In McCance, Kathryn L; Huether, Sue E; Brashers, Valentina L; Rote, Neal S (eds.). Evoked PotentialsPathophysiology: the biologic basis for disease in adults and children (7th ed.). Mosby. ISBN 978-0-323-08854-1.
  4. O’Shea, R. P., Roeber, U., & Bach, M. (2010). Evoked potentials: Vision. In E. B. Goldstein (Ed.), Encyclopedia of Perception (Vol. 1, pp. 399-400, xli). Los Angeles: Sage. ISBN 978-1-4129-4081-8
  5. O’Toole, Marie T, ed. (2013). visual-evoked potential (VEP)Mosby’s Medical Dictionary (9th ed.). Elsevier Mosby. p. 1880. ISBN 978-0-323-08541-0.
  6. Hammond, Flora; Grafton, Lori (2011). Kreutzer, Jeffrey S; DeLuca, John; Caplan, Bruce (eds.). Visual Evoked PotentialsEncyclopedia of Clinical Neuropsychology. Springer. p. 2628. doi:10.1007/978-0-387-79948-3ISBN 978-0-387-79947-6.
  7. Goldstein, E Bruce (2013). “Chapter 2: The Beginning of Perceptions”. Sensation and Perception (9th ed.). WADSWORTH: CENGAGE Learning. Method: Peferential looking, p. 46. ISBN 978-1-133-95849-9.
  8. Hammond & Grafton (2011) cited Huszar, L (2006). “Clinical utility of evoked potentials”. eMedicine. Retrieved 2007-07-09.
  9. Aminoff, Michael J (2001). Braunwald, Eugene; Fauci, Anthony S; Kasper, Dennis L; Hauser, Stephen L; Longo, Dan L; Jameson, J Larry (eds.). 357. ELECTROPHYSIOLOGIC STUDIES OF THE CENTRAL AND PERIPHERAL NERVOUS SYSTEMSHarrison’s Principles of Internal Medicine (15th ed.). McGraw-Hill. EVOKED POTENTIALS. ISBN 0-07-007272-8.
  10. Musiek, FE & Baran, JA (2007). The Auditory system. Boston, MA: Pearson Education, Inc.
  11. Sanju, Himanshu Kumar; Kumar, Prawin (2016). “Enhanced auditory evoked potentials in musicians: A review of recent findings”Journal of Otology11 (2): 63–72. doi:10.1016/j.joto.2016.04.002ISSN 1672-2930PMC 6002589PMID 29937812.
  12. Frizzo, Ana C. F. (10 June 2015). “Auditory evoked potential: a proposal for further evaluation in children with learning disabilities”Frontiers in Psychology6: 788. doi:10.3389/fpsyg.2015.00788PMC 4461809PMID 26113833.
  13. McElligott, Jacinta (2011). Kreutzer, Jeffrey S; DeLuca, John; Caplan, Bruce (eds.). Somatosensory Evoked PotentialsEncyclopedia of Clinical Neuropsychology. Springer. pp. 2319–2320. doi:10.1007/978-0-387-79948-3ISBN 978-0-387-79947-6.
  14. McElligott (2011) cited Lew, HL; Lee, EH; Pan, SS L; Chiang, JYP (2007). Zasler, ND; Katz, DL; Zafonte, RD (eds.). Electrophysiological assessment techniques: Evoked potentials and electroencephalographyBrain Injury Medicine. Principles and Practice.
  15. McElligott (2011) cited Lew, HL; Dikman, S; Slimp, J; Temkin, N; Lee, EH; Newell, D; et al. (2003). “Use of somatosensory evoked potentials and cognitive event related potentials in predicting outcome in patients with severe traumatic brain injury”. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation82: 53–61. doi:10.1097/00002060-200301000-00009.
  16. McElligott (2011) อ้างอิง Robinson, L. R. (2004). Kraft, GL; Lew, HL (eds.). Somatosensory evoked potentials in coma prognosisPM&R clinics of North America. Philadelphia: WB Saunders
  17. Treede RD, Lorenz J, Baumgärtner U (December 2003). “Clinical usefulness of laser-evoked potentials”. Neurophysiol Clin33 (6): 303–14. doi:10.1016/j.neucli.2003.10.009PMID 14678844.
  18. Catmur C.; Walsh V.; Heyes C. (2007). “Sensorimotor learning configures the human mirror system”Curr. Biol17 (17): 1527–1531. doi:10.1016/j.cub.2007.08.006. PMID 17716898.