DYNAMICS OF BACKGROUND AND JET EEG PATTERNS OF CHILDREN WITH MINIMUM BRAIN DYSFUNCTIONS BEFORE AND AFTER SESSIONS OF TRANSCRANIAL DIRECT CURRENT STIMULATION

Abstract


EEG inspection of 82 children with the minimum brain dysfunctions before and after sessions of Transcranial direct current stimulation showed that positive dynamics was observed at 62 children (76%). Thus normalization of a hemodynamic according to an EEG data happened at 27 of 44 children (61%). The obtained data testify that ТDCS makes the stimulating impact on processes of the morfo-functional maturing of structures and interstructural bonds of a children s brain, it is shown by decrease of sluggish rhythms (the delta and a theta) in an EEG, a becoming of an alpha rhythm and the common normalization of bioelectric activity.

Full Text

Введение. На протяжении не одного десятилетия достаточно остро стоит проблема не только школьной, но и дошкольной дезадаптации детей, проявляющейся на фоне сохранности интеллекта нарушением высших психических функций: внимания, памяти, речи. При этом уже не только специалисты, но и родители осознают связь возникающих трудно -стей в обучении ребенка с проблемой неврологического свойства. Как выясняется позже, чаще всего эти проблемы обусловлены негрубым перинатальным повреждением центральной нервной системы (ЦНС). Проводятся многочисленные, в том числе и лонгитюдинальные исследования функционального состояния ЦНС детей дошкольного и школьного возраста, в которых предпринимаются попытки оценить возрастные особенности формирования био электрической активности головного мозга у детей, имеющих трудности в адаптации и обучении [1, 2]. Внимание акцентируется как на недоразвитии и повреждении отдельных структур мозга, так и на дисфункции деятельности ЦНС при достаточной зрелости отдельных мозговых образований. Ранее проведенные нами исследования характера изменений функционального состояния (ФС) ЦНС у детей с минимальными дисфункциями мозга (МДМ) в результате перинатального поражения показали, что такие нарушения характеризуются определенными особенностями электроэнцефалограммы (ЭЭГ), связанными с незрелостью структур головного мозга, с запаздыванием формирования функциональных связей между этими структурами, а также с раздражением глубоких отделов головного 48 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015 г., ТОМ 15, № 1 мозга преимущественно на уровне оральных стволовых образований [3, 4]. Нарушение корково-подкорковых взаимоотношений вследствие недоразвития вертикальных связей, таких как корково-таламических, таламо-кортикальных, так и горизонтальных - корково-корковых, таламо-таламических, может приводить к дисбалансу корковых функций, и как следствие,- к нарушению высших психических функций (памяти, внимания, речи и т. д.). Кроме того, нарушение церебральной гемоликвородинамики, косвенно выявленное при анализе ЭЭГ и подтвержденное объективными методами исследований, несомненно, оказывает тормозное влияние на процессы формирования, созревания и нормальной деятельности функциональных связей и структур головного мозга. Ранние диагностика и лечение являются залогом успешного восстановления нарушенных функций и систем организма. А так как в детском возрасте возникающие патологические изменения легче поддаются коррекции и обратному развитию, то и ана-томо-функциональное восстановление происходит быстрее и эффективнее. В связи с этим особую важность приобретает своевременное применение уже хорошо зарекомендовавших себя, надежных методов лечения и реабилитации детей с последствиями перинатального поражения ЦНС. В настоящее время для коррекции дезадаптацион-ных расстройств успешно применяется метод транскраниальной микрополяризации (ТКМП), разработанный в Институте экспериментальной медицины еще в 70-х годах ХХ века. В основе метода лежит лечебное воздействие постоянным электрическим током низкой интенсивности на определенные зоны коры головного мозга с целью регулируемого изменения функционального состояния как этих зон, так и связанных с ними глубоких структур [5-7]. Первоначально работы по данной тематике проводились исключительно в СССР и России. И только с 1998 г. появились данные об исследованиях с применением ТКМП, выполненных в Италии и Германии. В зарубежных публикациях, для обозначения методики транскраниальной микрополяризации используют термин Transcranial direct current stimulation (ТDCS). Несмотря на то, что в настоящее время работы по методике ТКМП выполняются практически во всех развитых странах, зарубежные публикации сообщают пока только об исследованиях на уровне клинических испытаний [8, 9]. Многолетний уникальный клинический опыт с положительными клиническими результатами, накопленный российскими учеными, доказал эффективность применения методики ТКМП для коррекции церебральных нарушений как у взрослых так и у детей. Однако работ, посвященных углубленному анализу функционального состояния ЦНС детей в динамике, по мере воздействия ТКМП , с количественной оценкой энцефалографических паттернов нами не было обнаружено. И поэтому целью настоящего исследования было оценить изменения функционального состояния ЦНС у детей разного возраста с МДМ после воздействия ТКМП по параметрам биоэлектрической активности головного мозга. Задачи исследования. 1. Исследовать характер фоновых паттернов ЭЭГ до и после сеансов ТКМП. 2. Исследовать характер реактивных паттернов ЭЭГ до и после сеансов ТКМП. 3. Исследовать изменения гемоликвородинамики головного мозга по показателям ЭЭГ до и после сеансов ТКМП. 4. Исследовать характер изменений ЭЭГ под влиянием ТКМП в зависимости от возраста детей. Материалы и методы исследования. Всего обследованы 82 ребенка в возрасте от 4 до 12 лет. Все дети имели различные симптомы нарушения психических функций, которые характеризуются по МКБ-10 как умственная отсталость (F70-F79), расстройства психологического развития (F80-F89) или как эмоциональные расстройства и расстройства поведения (F90-F98) [10]. Выражаясь популярно, это дети с синдромом дефицита внимания и гиперактивностью (СДВГ) или с задержкой психического и психоречевого развития (ЗПР, ЗПРР). В анамнезе подавляющего большинства обследованных детей присутствовали какие-либо факторы пре- или перинатального поражения, среди них такие, как: внутриутробная инфекция, перенесенная матерью во время беременности; асфиксия плода при родах, натальное травматическое повреждение или другие поражения, относящиеся к нетяжелым формам перинатальной патологии ЦНС. Такого рода патология, как правило, клинически начинает отмечаться со второго года жизни ребенка, проявляясь отставанием развития моторной, познавательной, эмоционально-волевой функций и речевого развития, и связана, как уже упоминалось, скорее всего, с замедлением морфо -функционального созревания соответствующих структур головного мозга и связей между ними. Исследование биоэлектрической активности (БЭА) мозга осуществлялось с помощью 21 канального компьютерного энцефалографа фирмы «Мицар» (СПб, Россия). Электроды располагались монополярно по международной схеме 10-20, в качестве индифферентного использовался усредненный электрод Av. ЭЭГ регистрировалась в состоянии спокойного бодрствования (фоновая МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015 г., ТОМ 15, № 1 49 запись) и при воздействии функциональных нагрузок в виде ритмической фотостимуляции (РФС) и 2-минутной гипервентиляции (ГВ). Оценка ЭЭГ паттернов проводилась визуально по классификации Святогор [11] и с помощью математической обработки, которая заключалась в оценке спектров мощности отрезков ЭЭГ по 8-10 с и результатов топографического картирования с усреднением стационарных участков длительностью по 2 с. Для определения нарушения гемоликвородинамики головного мозга применялся разработанный ранее метод, в основе которого лежит количественная оценка выраженности волн тета-диапазона во фронтальных отведениях ЭЭГ по отношению к аналогичной - в теменных с использованием данных спектрального анализа участка ЭЭГ и расчетом соответствующего коэффициента Кг [12, 13]. Из 82 детей у 54 имелись результаты обследования сосудов головного мозга или шейного отдела позвоночника, в том числе: ультразвукового дуплексного исследования транскраниальных отделов магистральных артерий головы с цветным картированием кровотока, транскраниальной допплерографии, нейросонографии, магнитно-резонансной томографии (МРТ), компьютерной томографии (КТ) и рентгена. ТКМП осуществлялась с помощью двух активных электродов, через которые пропускался постоянный ток малой интенсивности (до 1 мА). Расположение электродов подбиралось индивидуально для каждого ребенка в зависимости от специфики дисфункций да и индекс альфа ритма, индекс и характер тета-и дельта-составляющих в фоновых паттернах; степень выраженности реакции усвоения ритмов фотостимуляции; наличие косвенных признаков нарушения гемо-ликвородинамики головного мозга. Поскольку по мере взросления ребенка ЭЭГ претерпевает значительные изменения и имеет определенные возрастные особенности, анализ ЭЭГ осуществлялся с учетом возрастных периодов: 1-я группа - от 4 до 6 лет, 2-я группа - от 6 до 8 лет и 3-я группа - от 8 до 12 лет. При этом динамика изменений в ЭЭГ могла быть положительной, отрицательной или отсутствовать. Она определялась как положительная, если наблюдались какие-либо позитивные изменения в рисунке ЭЭГ, например: возрастание амплитуды альфа-ритма, увеличение индекса альфа-ритма, нормализация реакции усвоения РФС или отсутствие косвенных признаков нарушения гемоликвородинамики головного мозга. Статистическая обработка результатов проводилась с помощью программ, реализованных в Microsoft Office Excel 2007. Результаты и их обсуждение. Подробная характеристика фоновых и реактивных паттернов ЭЭГ 58 детей по группам до сеансов ТКМП представлена в предыдущей статье [3]. К моменту написания данной статьи до и после сеансов ТКМП обследованы 82 ребенка, из них у 48 (58%) в ЭЭГ были обнаружены патологические изменения, у 17 (21%) ЭЭГ можно было характеризовать как незрелую, то есть не соответствующую возрасту, и у 17 (21%) ЭЭГ соответствовала возрастной норме (табл. 1). В ЭЭГ Таблица 1 Распределение детей в трех возрастных группах по характеру изменений БЭА головного мозга (до и после сеансов ТКМП) Группы детей Кол-во человек Характер изменений БЭА головного мозга До ТКМП После ТКМП в пределах возрастной нормы незрелость патологические изменения в ЭЭГ отсутствие изменений нормализация БЭА 1-я 31 9 (29%) 9 (29%) 13 (42%) 7 (22%) 24 (78%) 2-я 30 2 (7%) 6 (20%) 22 (73%) 8 (26%) 22 (74%) 3-я 21 6 (28%) 2 (10%) 13 (62%) 5 (23%) 16 (77%) Всего 82 17 (21%) 17 (21%) 48 (58%) 20 (24%) 62 (76%) и клинических показаний. Сеансы ТКМП с каждым ребенком проводились неоднократно - от 2 до 6 раз, в зависимости от достигнутого результата. Столько же раз регистрировалась ЭЭГ. В данной статье приводятся результаты ЭЭГ обследований после последнего сеанса ТКМП. Функциональное состояние ЦНС оценивалось по таким параметрам ЭЭГ, как амплиту- 44 (54%) детей были выявлены косвенные признаки нарушения гемоликвородинамики головного мозга (рис. 1), которые были подтверждены данными ультразвуковых исследований, допплерографии, нейросонографии, МРТ, КТ или рентгена: в 1-й группе - у 15 детей, во 2-й группе - у 17 детей и в 3-й группе - у 12. В 1-й группе детей средний 50 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015 г., ТОМ 15, № 1 коэффициент гемоликвородинамики Кг был равен 1,83±0,25, во 2-й группе Кг=2,16±0,51 и в 3-й группе Кг=2,07±0,37 (табл. 2). Отметим, что для нормы коэффициент гемоликвородинамики Кг не должен превышать 1,2. Далее представлены данные ЭЭГ-обследований детей и их анализ после проведения сеансов ТКМП. В 1 -й группе у 7 (22%) детей из 31 изменения отсутствовали. Положительная динамика в ЭЭГ, которая сопровождалась увеличением амплитуды ствие косвенных признаков нарушения гемоликворо-динамики, выявленных до проведения сеансов ТКМП. Коэффициент гемоликвородинамики в среднем по группе составил Кг=1,17±0,16 (см. табл. 2). Во 2 -й группе отсутствие изменений отмечалось у 8 (26%) детей из 30. Положительная динамика наблюдалась у 22 (74%) обследованных детей (см. табл. 1), а отсутствие косвенных признаков нарушения гемоликвородинамики, которые наблюдались у 17 детей этой группы до сеансов ТКМП , отмече- Рис. 1. ЭЭГ (фрагмент с фотостимуляцией на частоте 4 Гц) и топограмма тета-ритма, доминирующего на частоте 6,35Гц, ребенка 6 лет до проведения сеансов ТКМП с косвенными признаками нарушения гемоликвородинамики головного мозга (Кг=1,6). Овалом выделен участок с вспышкой тета-волн во фронтальных отведениях. Таблица 2 Распределение детей в трех возрастных группах, имевших признаки нарушения гемоликвородинамики головного мозга (до и после сеансов ТКМП) До ТКМП После ТКМП Группы детей количество детей с ЭЭГ признаками нарушения гемоликвородинамики коэффициент гемоликвородинамики Кг (средний по группе) отсутствие ЭЭГ признаков нарушения гемоликвородинамики коэффициент гемоликвородинамики Кг (средний по группе) 1-я 15 1,83±0,25 9 (60%) 1,17±0,16 2-я 17 2,16+0,51 12 (71%) 1,12±0,19 3-я 12 2,07±0,37 6 (50%) 1,2±0,11 Всего 44 2,04±0,41 27 (61%) 1,15±0,14 и индекса альфа-ритма, снижением содержания тета- но у 12 (71%). Коэффициент гемоликвородинамии дельта-составляющих и общей нормализацией ки в среднем по группе составил Кг=1,12±0,19 БЭА, наблюдалась у 24 (78%) детей (см. табл. 1). (табл. 2, рис. 2). Кроме того, у 9 (60%) из 15 детей отмечалось отсут- МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015 г., ТОМ 15, № 1 51 В 3-й группе БЭА оставалась без положительных изменений у 5 (23%) детей из 21. У остальных 16 (77%) обследованных детей наблюдалась положительная динамика (см. табл. 1). Особенно это было заметно по формированию полноценного альфа-ритма, который практически отсутствовал до сеансов ТКМП (рис. 3, 4). Нормализация гемоликвородинамики головного мозга отмечена у 6 (50%) из 12 детей этой группы. Коэффициент гемоликвородинамики в среднем по группе составил Кг=1,2±0,11 (см. табл. 2). Рис. 2. ЭЭГ (фрагмент с фотостимуляцией на частоте 4 Гц) и топограмма альфа-ритма, доминирующего на частоте 9,77 Гц, того же ребенка 6 лет после 4 сеансов ТКМП. Признаки нарушения гемоликвородинамики головного мозга отсутствуют (Кг=1,08). Рис. 3. ЭЭГ (фрагмент фоновой записи) и топограмма тета-ритма, доминирующего на частоте 6,84 Гц, ребенка 8 лет до проведения сеансов ТКМП с косвенными признаками нарушения гемоликвородинамики головного мозга (Кг=1,73). Альфа-ритм практически отсутствует. 52 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015 г., ТОМ 15, № 1 Рис. 4. ЭЭГ (фрагмент фоновой записи) и топограмма альфа-ритма, доминирующего на частоте 11,72 Гц, того же ребенка 8 лет после проведения сеансов ТКМП. В целом по всем группам из 82 обследованных детей положительная динамика после сеансов ТКМП наблюдалась у 62 детей (76%). Гемодинамика нормализовалась у 27 (61%) детей из 44 - тех, у которых было выявлено нарушение гемоликво-родинамики до сеансов ТКМП. Средний коэффициент гемоликвородинамики после сеансов ТКМП составил Кг=1,15±0,14. Из 20 (24%) детей с отсутствием положительной динамики у 9 регистрировалась ЭЭГ, соответствующая возрасту. У 11 - продолжали регистрироваться патологические паттерны либо ЭЭГ можно было охарактеризовать как «незрелую» - не соответствующую возрасту. Такой факт можно объяснить индивидуальными особенностями либо не совсем точно подобранными точками на объекте воздействия ТКМП. Ухудшений в ЭЭГ нами не было зафиксировано. В целом полученные данные свидетельствуют о том, что ТКМП оказывает стимулирующее воздействие на процессы морфофункционального созревания структур и межструктурных связей головного мозга детей независимо от их возраста. Эти положительные изменения влияют и на формирование нормальных корково-подкорковых взаимоотношений, что проявляется в ЭЭГ снижением доминирования медленных ритмов (дельта- и тета-), становлением альфа-ритма, общей нормализацией биоэлектрической активности у значительной части детей (76%). Нарушение гемоликвординамики головного мозга, которое было выявлено более чем у половины всех обследованных детей, может приводить к гипоксии мозга, а следовательно, и к проблемам неврологического характера. Как показали проведенные исследования, воздействие ТКМП на головной и спинной мозг способствует нормализации регуляторных механизмов гемоликвординамики головного мозга, что, несомненно, оказывает положительное воздействие на восстановление функций ЦНС. Улучшение физиологических показателей функционального состояния центральной нервной системы детей, прошедших процедуры ТКМП, клинически проявлялось и положительными изменениями психических функций: наблюдалось становление речи и коммуникативных навыков, нормализовались эмоциональные и поведенческие реакции, когнитивные способности в соответствии с возрастом ребенка.

About the authors

N L Guseva

Institute for Experimental Medicine; Pavlov Institute of Physiology RAS

Email: guseva_nad@mail.ru

I A Svyatogor

Institute for Experimental Medicine; Pavlov Institute of Physiology RAS

G A Sofronov

Institute for Experimental Medicine; Pavlov Institute of Physiology RAS

K T Sirbiladze

Institute for Experimental Medicine; Pavlov Institute of Physiology RAS

References

  1. Кожушко Н.Ю. Возрастные особенности формирования биоэлектрической активности мозга у детей с отдаленными последствиями перинатального поражения ЦНС // Физиология человека. - 2005. - Т. 31, № 1. - С. 5-14
  2. Лукашевич И.П., Мачинская P.И., Фишман М.Н. Динамика функционального состояния мозга детей младшего школьного возраста с трудностями обучения // Физиология человека. - 1994. - Т. 20, № 5. - С. 34.
  3. Святогор И.А., Гусева Н.Л., Софронов Г.А., Сирбиладзе К.Т. Оценка фоновых и реактивных паттернов ЭЭГ у детей с минимальными дисфункциями мозга // Медицинский академический журнал СЗО РАМН. - 2013. - Т. 13, № 2. - С. 51-58.
  4. Святогор И.А., Гусева Н.Л. Оценка энцефалографических паттернов у детей с СНВГ, ЗПРР по визуальным и спектральным характеристика // Мат-лы IX международного конгресса «Нейронаука для медицины и психологии». - Судак, 2013. - С. 284-228.
  5. Вартанян Г.А., Лохов М.И., Попова Л.А. Физиологический анализ микрополяризационного воздействия на следовые процессы // Журн. высшей нервной деятельности. - 1978. - Вып. 3. - С. 589-597.
  6. Гальдинов Г.В., Шандурина А.М., Илюхина В.И. Микрополяризация мозговых структур как метод управления долгосрочной памятью при лечении хронических заболеваний нервной системы // Механизмы управления памятью. - 1979. - С. 144-147.
  7. Пинчук Д.Ю. Транскраниальные микрополяризации головного мозга: клиника, физиология. - СПб.: Человек, 2008. - 496 с.
  8. Nitsche M.A. Transcranial direct current stimulation: a new treatment for depression? // Bipolar. Disord. 2002. - Vol. 4, № 1. - Р. 98-99.
  9. Nitsche M.A., Paulus W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation // J. Physiol. - 2000. - Vol. 527, № 3. - Р. 633-639.
  10. Международная статистическая классификация болезней и проблем, связанных со здоровьем: МКБ-10. - М.: Медицина, 2003. - 2432 с.
  11. Святогор И.А. Классификация ЭЭГ-паттернов и их нейрофизиологическая интерпретация при дезадаптационных расстройствах // Биологическая обратная связь. - 2000. - Т. II, № 3. - С. 10-19.
  12. Гусева Н.Л., Святогор И.А. «Способ выявления нарушения гемоликвородинамики головного мозга». Патент на изобретение №2436503 от 20.12.2011 , дата приоритета 24.05.2010.
  13. Гусева Н.Л., Святогор И.А., Софронов Г.А., Одинак М.М. Электроэнцефалографические корреляты нарушения гемоликвородинамики при различных поражениях головного мозга // Мед. акад. журнал. - 2010. - Т. 10, № 3. - С. 80-88.

Statistics

Views

Abstract - 73

PDF (Russian) - 0

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2015 Guseva N.L., Svyatogor I.A., Sofronov G.A., Sirbiladze K.T.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies