Нарушения альфа-ритма: депрессия, асимметрия, дезорганизация, нерегулярность

Основная статья: Альфа-ритм

Депрессия альфа-ритма

Депрессия альфа-ритма (недостаток альфа-волн) возникает тогда, когда человек открывает глаза или думает над задачей, которая требует определённых зрительных представлений. При повышении функциональной активности мозга амплитуда альфа-ритма уменьшается вплоть до полного исчезновения. Также может быть признаком беспокойства, гнева, страха, тревоги, вызывающие депрессию; нарушений, связанных в той или иной мере с изменениями в деятельности активирующих систем мозга и, как следствие, с повышенным уровнем активации вегетативной и центральной нервной системы.

Нерегулярность альфа-ритма

Повышение уровня функциональной активности мозга (напряжение механизмов внимания, мыслительная нагрузка, эмоциональое возбуждение и др.) приводит к уменьшению амплитуды альфа-ритма, вплоть до его полного исчезновения. На ЭЭГ появляется высокочастотная нерегулярная активность.

Критерии патологии при оценке α-ритма

Нарушения функционального или морфологического характера в первую очередь сказываются на параметрах α-ритма.

  • Постоянное наличие α-ритма (индекс >50%) в лобных отделах мозга при биполярной регистрации с электродов, наложенных с малыми межэлектродными расстояниями (рис. 2; 3).
  • Амплитудная межполушарная асимметрия >30% (рис. 4).
  • Частотная асимметрия >1 колебаний/с (рис. 5).
  • Нарушение образа: нарушение синусоидальности волн, отсутствие модуляции, появление пароксизмального ритма (рис. 4, 6, 7). Наличие аркообразного α-ритма (рис. 6, 7).
  • Изменения количественных параметров, отсутствие стабильности по частоте, снижение амплитуды <20 мкВ или повышение >90 мкВ, снижение индекса α-ритма <50% вплоть до его полного отсутствия (рис. 5).
Мужчина, 45 лет. Киста правой височной области. На электроэнцефалограмме отмечаются постоянное наличие α-ритма (индекс >50%) в лобных отделах мозга, отсутствие модуляции, появление пароксизмального α-ритма, нарушение синусоидальности волн (А - монополярный монтаж; Б - продольный биполярный монтаж)
Рис. 2. Мужчина, 45 лет. Киста правой височной области.

На электроэнцефалограмме отмечаются постоянное наличие α-ритма (индекс >50%) в лобных отделах мозга, отсутствие модуляции, появление пароксизмального α-ритма, нарушение синусоидальности волн (А - монополярный монтаж; Б - продольный биполярный монтаж)

Панические атаки, резкая смена настроения. На электроэнцефалограмме отмечаются амплитудная межполушарная асимметрия α-ритма >30%, снижение зональных различий, нарушение синусоидальности, наличие пароксизмальных α-волн
Рис. 3. Женщина, 60 лет. Панические атаки, резкая смена настроения.

На электроэнцефалограмме отмечаются амплитудная межполушарная асимметрия α-ритма >30%, снижение зональных различий, нарушение синусоидальности, наличие пароксизмальных α-волн

Киста правой передней области. На электроэнцефалограмме отмечаются амплитудная межполушарная асимметрия α-ритма >30%, отсутствие модуляции, появление пароксизмальных α-волн
Рис. 4. Мужчина, 16 лет. Киста правой передней области.

На электроэнцефалограмме отмечаются амплитудная межполушарная асимметрия α-ритма >30%, отсутствие модуляции, появление пароксизмальных α-волн

Абсансы. На электроэнцефалограмме отмечаются отсутствие стабильности по частоте, частотная асимметрия α-ритма >1 колебания/с, отсутствие модуляции, нарушение синусоидальности волн, повышение амплитуды >90 мкВ
Рис. 5. Мальчик, 12 лет. Абсансы.

На электроэнцефалограмме отмечаются отсутствие стабильности по частоте, частотная асимметрия α-ритма >1 колебания/с, отсутствие модуляции, нарушение синусоидальности волн, повышение амплитуды >90 мкВ

Киста правой передней области. На электроэцефалограмме отмечаются постоянное наличие α-ритма в лобно-центрально-теменных отделах мозга, отсутствие модуляции, появление аркообразного α-ритма
Рис. 6. Женщина, 23 года. Киста правой передней области.

На электроэцефалограмме отмечаются постоянное наличие α-ритма в лобно-центрально-теменных отделах мозга, отсутствие модуляции, появление аркообразного α-ритма

Жалобы на сильные головные боли и подъем артериального давления. При электроэнцефалограмме отмечаются наличие аркообразного α-ритма в затылочных отделах мозга и отсутствие модуляции. При ультразвуковой допплерографии выявлено нарушение кровообращения в бассейне среднемозговой артерии слева
Рис. 7. Женщина, 63 года.

Жалобы на сильные головные боли и подъем артериального давления. При электроэнцефалограмме отмечаются наличие аркообразного α-ритма в затылочных отделах мозга и отсутствие модуляции. При ультразвуковой допплерографии выявлено нарушение кровообращения в бассейне среднемозговой артерии слева

Полное отсутствие альфа-ритмов

В 1949 г. Moizzi и Magoun впервые показали, что стимуляция ретикулярной формации ствола мозга активизирует кору и переводит высокоамплитудную, низкочастотную ЭЭГ (т.е. ЭЭГ с заметными альфа-ритмами) в низкоамплитудную, высокочастотную ЭЭГ. В нормальном мозге альфа-ритмы ЭЭГ имеют наибольшую амплитуду. Когда альфа-ритмы отсутствуют, запись ЭЭГ выглядит и называется низкоамплитудной. Если более высокочастотные ритмы не подавлены по сравнению с нормой, запись ЭЭГ называют низкоамплитудной высокочастотной ЭЭГ. На спектрах мощности таких ЭЭГ отсутствуют существенные пики альфа-частот в любых состояниях (и с открытыми, и с закрытыми глазами). Эмпирически низкоамплитудная запись, определяемая как запись в состояниях с открытыми и с закрытыми глазами с амплитудой ЭЭГ в монтаже относительно объединенных ушных электродов, не больше чем 20 мкВ во всех корковых областях. Как можно видеть, это определение весьма субъективно и очень пространно.

Низкоамплитудные ЭЭГ обнаруживаются у 4— 10 % здоровых взрослых субъектов в зависимости от критериев оценки и едва ли могут рассматриваться как отклонение от нормы. Скорее низкоамплитудные ЭЭГ могут быть связаны с некоторой индивидуальной особенностью. Низкоамплитудные ЭЭГ найдены в семьях алкоголиков и наркоманов. Потребление алкоголя, похоже, работает как прием «самолечения» у этой части населения с целью уменьшить гиперактивацию коры.

Дезорганизация α-ритма

Дезорганизация (Disorganization) – общее изменение в частотном составе, форме, топографии и/или количестве физиологических ритмов ЭЭГ в отдельной записи по отношению к предыдущей записи ЭЭГ одного и того же субъекта либо ритмов в одноименных участках разных полушарий головы.  Дезорганизация или заострение альфа-ритма, дизритмия рассматриваются как проявление ирритативных нарушений, которые чаще всего связаны с рефлекторным влиянием со стороны раздраженных оболочек сосудистой системы головного мозга. В начальных и неглубоких стадиях комы, характеризующихся спутанностью сознания, сонливостью, частичной утратой контакта с окружающим, иногда определяемых как сопор, наблюдаются исчезновение или существенная дезорганизация α-активности и появление на этом фоне θ- и δ-волн амплитудой до 50-60 мкВ.

Альфа-ритмы в необычных участках

У детей и молодых взрослых альфа-активность ЭЭГ может быть обнаружена в затылочных областях (О1, О2), теменной области (Pz) и в сенсомоторной зоне (СЗ, С4). Однако скальповое распределение альфа-активности (особенно в состоянии с открытыми глазами) изменяется с возрастом, и у пожилых людей становятся заметными височные альфа-ритмы. Niedermeyer (1997) описал височный альфоподобный ритм, обнаруженный главным образом в передне- и средневисочных областях, характеризующийся умеренной анормальностью, и предположил, что он может быть признаком начальных цереброваскулярных нарушений. Он также упоминает, что в период полового созревания этот паттерн, обнаруживаемый в височной доле, может скрывать очаг эпилептогенеза. Ритмичная альфа-активность также может маскировать ритмичные пароксизмальные вспышки, без проявления каких-либо острых компонент.

Случай аномальной локализации альфаподобных ритмов
Рисунок 8. Случай аномальной локализации альфаподобных ритмов

Вверху слева — фрагмент ЭЭГ в состоянии с открытыми глазами. Представлены отклонения от нормы спектров ЭЭГ и соответствующие топограммы. Внизу — sLORETA-изображения генераторов аномальных ритмов.

Наш опыт работы со здоровыми испытуемыми и пациентами позволяет сделать следующее заключение: если у отдельного пациента: 1) максимум ритмичной активности в пределах диапазона 7— 13 Гц локализован в отведениях, отличных от упомянутых для нормы, 2) сам ритм заметен настолько, что наблюдается существенное отклонение от нормы и в абсолютной, и в относительной мощности, — тогда этот ритм можно считать анормальным. В нашей практике максимумы распределений анормальных альфа-ритмов были обнаружены в задневисочных областях (например, в связи со звоном в ушах или травмой позвоночника), в теменных областях левого полушария (в связи с дислексией), в средних и в передних височных областях (в связи с возрастными цереброваскулярными нарушениями). Только в немногих случаях анормальные альфа-ритмы были обнаружены в лобных областях.

Пример спектральных характеристик ЭЭГ пациента с аномальными альфа-ритмами представлен на рис. 8. На сырой записи ЭЭГ проявляются два типа ритмов в пределах альфа-частот: первый с частотой 9,5 Гц, расположенный в левой средней височной области, и второй с частотой 7,3 Гц, расположенный в зоне отведения Fz. Результаты сравнения с нормативной базой данных и изображениями sLORETA представлены на рис. 8 справа сверху.

В целом изменения в нормальном функционировании таламокортикальных путей могут заканчиваться рядом неврологических расстройств, например, эпилептическими припадками и тремором при болезни Паркинсона, оба эти расстройства имеют ритмичные компоненты. Стимуляция или разрушение соответствующей части таламуса (например, зон вентральных ядер) — один из принятых методов облегчения тремора, по всей видимости, связанный с разрушением ритмической активности таламокортикальных сетей. Аномальная ритмическая активность таламических клеток (как показано на пациентах со вживленными электродами) может наблюдаться при некоторых неврологических расстройствах, связанных с нарушением поведения, которые не обязательно имеют ритмическую природу. Например, регистрация активности таламических нейронов у пациентов, страдающих хронической болью, как результата сенсорной деафферентации (так называемые фантомные боли) демонстрирует присутствие аномальных ритмических вспышек потенциалов действия. В этом случае стереотактические лизисы таламических ядер ведут к уменьшению фантомных болей.

Лобная альфа-асимметрия

Случай аномальной асимметрии затылочного альфа-ритма
Рисунок 9. Случай аномальной асимметрии затылочного альфа-ритма

А. Спектры в отведениях О1,О2 (для состояний с открытыми и закрытыми глазами) и голограмма спектров ЭЭГ (для состояния с закрытыми глазами), Рисунок 18. Случай аномальной асимметрии затылочного альфа-ритма А. Спектры в отведениях О1,О2 (для состояний с открытыми и закрытыми глазами) и голограмма спектров ЭЭГ (для состояния с закрытыми глазами),

Другая важная характеристика анормальности альфа-ритма — его асимметрия. Как было указано выше, несмотря на то что усредненные спектры являются весьма симметричными, для здорового человека возможна асимметрия в диапазоне от 10 до 50 %. Однако если асимметрия больше 50 %, это может быть следствием какой-то патологии. В таких случаях сравнение с базой данных может показать, насколько наблюдаемая асимметрия отклоняется от нормальности. Пример патологической альфа-асимметрии на рис. 9. Здесь представлены спектральные характеристики ЭЭГ пациента с сенсорным игнорированием, вызванным повреждением правой затылочно-теменной области. Обратите внимание на большую (почти 100 %) асимметрию затылочного альфа-ритма в состояниях и с открытыми, и с закрытыми глазами.

Усредненные спектры мощности ЭЭГ в альфа-диапазоне для различных возрастных групп выглядят весьма симметричными (рис. 9). Другими словами, левое и правое полушария производят в среднем ЭЭГ-паттерны со схожей амплитудой и частотой. Но при индивидуальном измерении асимметрия мощности может быть достаточно большой. Возникает вопрос, не может ли эта асимметрия быть мерой некоторых индивидуальных черт, таких как интраверсия/экстраверсия или превалирование положительных/отрицательных эмоциональных состояний.

Асимметрия альфа-активности
Рисунок 10. Асимметрия альфа-активности

Усредненные спектры для пяти групп здоровых субъектов различного возраста наложены друг на друга в парах F3-F4, СЗ-С4, РЗ-Р4, 01-02. Отрицательные различия (например, при СЗ < С4) показаны черным цветом. Обратите внимание, что нет асимметрий, устойчивых во всех возрастных группах.

Больше двух десятилетий назад ряд исследователей занялись проблемой электроэнцефалографической асимметрии при эмоциональных переживаниях. Исследование было вдохновлено теорией Ричарда Дэвидсона об относительно асимметричном вовлечении орбито-фронтальной коры в эмоциональные реакции. Если говорить проще, согласно его теории, левое полушарие склоняется к обработке эмоционально-положительных стимулов, в то время как правое полушарие обрабатывает главным образом отрицательные эмоциональные стимулы. Это исследование привело к предположению о том, что лобная асимметрия ЭЭГ в состоянии спокойного бодрствования отражает асимметрию переднекорковой активности, которая действует как «предупреждающий сигнал» для возникновения эмоций и является фактором для индивидуальных различий в эмоциональном/мотивационном поведении.

Результаты многих исследовании поддерживают теорию Дэвидсона, но некоторые авторы отмечают существенные противоречия в данных. Не так давно подобная ситуация стимулировала поиск методологических факторов, которые могли внести вклад в расхождение результатов.

Согласно нашему опыту, противоречие в данных возможно по двум причинам. Во-первых, индекс асимметрии — это отношение двух случайных переменных, одна из которых — различие между двумя переменными. Следовательно, стандартное отклонение альфа-асимметрии как отношения пропорционально сумме двух стандартных отклонений обеих частей этого отношения. Различие между мощностью ЭЭГ с правой и левой стороны у большинства здоровых субъектов очень маленькое, следовательно, ошибка в вычислении индекса асимметрии весьма большая. Далее регистрация проводится с той стороны, где присутствует много мышечных артефактов и артефактов движений глаз. Второй фактор состоит в фактическом отсутствии заметной альфа-активности в лобных областях (рис. 10). Обратите внимание на отсутствие какого-либо пика в диапазоне альфа-частот в спектрах ЭЭГ в отведениях F3, F4, что недвусмысленно указывает на отсутствие генераторов альфа-ритма в лобных областях.