Клиническая психофизиология

Министерство  науки и образования Украины

Севастопольский Городской Гуманитарный Университет

Психолого-педагогический факультет 

Кафедра психологии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Индивидуальная  работа

По  курсу: «психофизиология»

На  тему: «Клиническая психофизиология» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                Выполнила студентка: 1 курса

                                                                     Группы П-12

                                                            Толошная  Анастасия

                                                      Проверила:  Чербаджи А.А. 
 

Севастополь 2011

Содержание

Введение 

1.Методы исследования

2.Методы визуализции живзго мозга.

3.Картировании мозга.

4.Шизофрения

4.1Картирование спектральной мощности ритмов ЭЭГ при шизофрении.

4.2Картирование  внутрикоркового взаимодействия  при шизофрении

4.3Взаимосвязи между корковыми областями на высокочастотном бета-ритме

4.4Взаимосвязи на других частотах

5. Депрессия

5.1 Исследование эмоциональных и когнитивных функций при депрессии методом вызванного потенциала (ВП) мозга.

5.2 Картирование спектральной мощности ритмов ЭЭГ и Депрессии

5.3 Картирование внутрикорковых связей при депрессии

5.4 Анатомо-физиологические основы патологии эмоций при депрессии

6. Эволюционные аспекты шизофрении и депрессии

7.Вывод.

Список литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение 

  Освещение проблем психофизиологии не может  считаться достаточно полным, если оно не включает раздела, посвященного психической патологии. Еще И.П.Павлов считал, что психиатрия – своего рода физиологический эксперимент, поставленный самой природой.

      С одной стороны, достижение конечной целы психиатрии, т.е. понимание природы психических заболеваний, нахождение методов их диагностики и лечения, невозможно только через наблюдения, анализ и обобщения клинического материала. Необходимо понимание тех глубинных мозговых процессов, которые появляются в психиатрии. Это стало возможным с развитием современных инструментальных методов исследования мозга, среди которых особая роль принадлежит картированию электроэнцефалограмме (ЭЭГ) и другим методам нейроимиджинга, или «визуализации живого мозга».

      С другой стороны, изучая патофизиологию мыслительных и эмоциональных процессов и сопоставляя ее с нарушениями этих функций при шизофрении и депрессии, можно обнаружить некоторые нейрофизиологические механизмы, в норме как бы «скрытые» от глаз исследователя, но «обнаженные» у больных. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Методы исследования

Начиная с 1929 года, когда Ганс Бергер открыл ЭЭГ, и до 1960-х гг., когда было разработана и стала популярной методика исследования вызванных потенциалов (ВП)

Мозга, исследование ЭЭГ было важным методом в нейрофизиологии. С появлением компьютерной техники в 1980-х гг., стало возможным схематически проецировать электрические поля на поверхность головы, что положило начало развития методов нейроимиджинга, или визуализации структур и функциональных процессов мозга человека, что имеет особо важное значение для клинической психофизиологии. 

2. Методы  визуализции живзго мозга.

Сюда относятся  методы, определяющие структурные изменения  мозговой ткани, - компьютерная томография (КТ) и ядерная магнитно-резонансная  интроскопия (ЯМРИ); методы, оценивающие функциональное состояние ЦНС, - позитронно-эмисионная томография (ПЭТ), анализ скорости мозгового кровотока (СМК), который также можно изучать с помощью однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (СПЕКТ), а так же компьютеризованная электроэнцефалографическая топография (КЭТ). Отображение активностей сразу многих областей мозга, позволяющее визуализировать и оценивать различия в уровнях активирования этих областей, часто называют картированием мозга и так же применяют  для исследования таких процессов, как внимание, память, мышление. 

3. Картировании  мозга.

В случае, когда для картирования используется отведение медленной электрической активности мозга, получаемое изображение отражает постоянно меняющееся пространственное распределение электрических полей по поверхности головы.

Первое преимущество подобного картирования мозга заключается  в том, что оно основано на количественном анализе ЭЭГ и компьютер –  в тех случаях, если исследовать  – хороший специалист в области  клинической электроэнцефалографии. Вторым преимуществом является представление результатов этого анализа в наглядной, легкой для понимания форме. Необходимым требованием к методу выступает применение статистических тестов, позволяющих судить об уровне значимости полученных данных. Третье преимущество состоит в том, что картирование – метод имеющий высокую разрешающую способность. Этот метод постоянно развивается и совершенствуется. Наряду с картированием спектральной мощности ритмов ЭЭГ недавно появился метод картирования внутрикорковых связей, который будет описан ниже.

 Особое  значение метод картирования  мозга имеет для исследования  психической патологии, при которой  нарушается топографическое распределение  биопотенциалов. Многочисленные исследования последних лет показывают, что методы «визуализации живого мозга», о которых говорилось выше, способствовали прогрессу в понимании мозговых основ психических процессов. Патологические изменения психики могут возникать под влиянием множества факторов. В настоящей главе мы рассмотрим те из них, которые возникают при так называемых функциональных психозах, т.е в случаях, когда отсутствует явное органическое поражение головного мозга (травма, опухоль, сосудистые нарушения), причем остановимся только на двух основных функциональных психозах – шизофрении и депрессии.

4. Шизофрения

Краткая характеристика заболевания.

Название «шизофрения» дал этой болезни Э.Блейлер, который  обнаружил ее наиболее существенный признак – группу нарушений психики, появляющихся в расстройствах восприятия, мышления, эмоций, поведение и «расщеплении психики». Последняя характерная особенность и есть перевод с греческого языка термин « шизофрения», который происходил от двух корней – «расщепляю» и «душа», или «ум». Имеется целый ряд клинических признаков (прежде всего), а так же нейрохимических, психологических, нейрофизиологических; существует целый ряд теорий шизофрении, но не одна из них не может полностью объяснить все проявления этого заболевания, так как этиология шизофрении остается не известной.

В настоящее  время наиболее адекватным является синдромальный подход к изучению психофизиологии шизофрении, в соответствие с которым больные могут быть разделены на группы по преобладанию позетивных или негативных симптомах. К позитивным симптомам относятся бред и галлюцинации, которые иногда определяют как синдром «нереальности», а также тревожность и повышенная эмоциональная напряженность, которая можно выделить как «активный синдром». К негативным симптомам относятся эмоциональные уплощения, социальная изоляции и обеднение, или «дефект» личности. Больные первой группы характеризующиеся острой симптоматикой, имеют более сохранную психику и лучший прогноз, чем больные второй группы, которые как правило, имеют длительное хроническое или особо не благоприятное течение с быстро развивающимся дефектом личности; эти больные хуже подаются терапии и имеют неблагоприятный прогноз. 

Некоторые особенности  мозговых структур и их функций при  шизофрении.

Названые выше методы визуализации живого мозга дают ценную информацию о состоянии некоторых  структур мозга. Наибольшие изменения при шизофрении наблюдаются в лобных и височных областях коры, зрительном бугре, мендалене, гипокампе, имеют так же место увеличения объема желудочков мозга и уменьшение мозолистого тела.

Изменение объема зрительного бугра указывает на нарушение сенсорно-перцептивных процессов, которые и выявляются при исследовании ВП мозга. У больных шизофренией было обнаружено снижение амплитуды поздних компонентов соматосенсорного ВП, особенно волы Р300. За последние десятилетии выявлены также изменения и более ранних компонентов ВП, которые рассматриваются как нарушение при шизофрении «фильтрации» сенсорного входа. В главе 11 описан механизм инфорнационного синтоза, кторый также наружен при шизофрении.

В ряде ислдовательских  работ было выявлено нарушение уровня активации различных областей коры головного мозга при шизофрении: понижение активации левого полушария посравнению с правым и разный уровень активации лобных областей правого и левого полушарий. При помощи нейропсихологических тестов обнаружено, что больные с позитивными симптомами лучше, чем здоровые, выполняли тесты на вербальную, а больные с негативными – на невербальную (пространственную) кратковременную память. Отсюда можно сделать вывод, что у первых более высокий уровень височных-гипокампальных областей левого полушария, а у вторых – правого. Асимметрия межполушарной активации при шизофрении получила подтверждение методами визуализации живого мозга. 

4.1 Картирование спектральной мощности ритмов ЭЭГ при шизофрении.

Анализ спектральной мощности ритмов ЭЭГ производится на основе регистрации ЭЭГ. Для выявления патологической картины распределение биоэлектрической активности мозга при шизофрении необходимо исследовать как группы больных, так и здоровую контрольную группу испытуемых. Желательно, чтобы все больные были безмедикаментозного лечения или не получали его не менее чем 7 дней до исследования.

В иследледовании проведенном нами, регистрации ЭЭГ  осуществлялась от 16 отведений по системе 10-20 с референтными электродами на мочках ушей. Фрагменты ЭЭГ подвергаются быстрому преобразованию Фурье с последующим усреднением. Карты строятся методом интерполяции на основании пространственного распределения мощности ритмов ЭЭГ для каждого отведения во всех частотных диапазонах.

Спектральная  мощность ритмов ЭЭГ исследуется в покое (при закрытых глазах) и в когнитивной пробе направленной на исследование взаимодействия полушарий. Эта проба включала одновременно и умственный счет,  и пространственное воображение – от испытуемых требовалось устно подщитать время по воображаемому циферблату, например от пяти чесов вечера, сегодняшнего до восьми часов утра вчерашнего.

Обнаружено, что  мощность альфа-ритма в затылочных областях в норме симметрично  в то время как у больных  шизофренией имеет место выраженная асимметрия, причем направленность асимметрии у двух иследованых групп – противоположна. У больных с позитивной симптоматикой мощность альфа-ритма выше в левой затылочной области  (О1), а с негативной – в правой (О2), коэффициент асимметрии для альфа-ритма в затылочных областях при шизофрении с позитивными и негативными симптомами равен 9,0 – 14,5, соответственно. Эти различия достоверно хотя и разнонаправлено, отличаются от нормы (где кофэциент 1,9 незнасчим). При открывании глаз асимметрия у больных шизофренией становилось достоверной и в париетальных областях и сохранялась такой же при выполнении пробы. Таким образом, у подгруппы больных с позитивной симптоматикой мощность альфа-ритма в левом заднем квадранте выше, чем в правом, что может указывать на повышенную активацию правого заднего квадранта. У больных с негативной симптоматикой, напросив мощность альфа-ритма выше в правом заднем квадранте, что указывает на повышенную активацию темено-затылочных областей левого полушария. Как показали исследования Грузелье у больных шизофренией с позитивными и негативными симптомами асимметрия обнаруживается в передних корковых квадрантах. Обнаруженная асимметрия активации определенных зон коры и не соответствие её уровня в передних и задних мозговых областях по-видимому обусловливает так же нарушение их частотного соответствия. Эти исследования легли в основу нового направления в картировании мозга при шизофрении – картирование внутри коркового взаимодействия на различных (резонансных) частотах. 
 
 

4.2.Картирование внутрикоркового взаимодействия при шизофрении

Шизофрения  – заболевание, которое в связано  в основном не с  поражением определенных структур мозга, а с нарушением взаимоотношений  между этими структурами, с их функциональной дезинтеграцией. Электрофизиологически нарушение взаимоотношений между мозговыми структурами изучаются с помощью методов синхронизации биопотенциалов, корреляционного анализа, когерентности и картирования внутриворковых связей.

Когереность – степень синхронизации, основанная на оценке интеграции между различными отделами мозга на частоте, усредненной для всего частотного диапазона у каждого испытуемого. М.Н.Ливанов считал, что синхронизация создает условия для возникновения функциональной связи и, возможно является выражением это связи.

А.М.Иваницкий разработал метод картирования внутрикорковых связей, который основан на идеи М.Н.Ливанова отом, что  точное совпадение (синхронизация) по частоте компонентов спертров ЭЭГ различных корковых областей указывает на наличее связей  между ними. Процедура, используемая для данного метода состоит в следующем. После быстрого преобразования Фурье спектры мощности подвергают трехкратному сглаживанию затем компьютер определяет три наиболее высоких по амплитуде пика в каждом из диапазонов ЭЭГ. Пики определяют как спектральные точки, амплитуда которых больше, чем амплитуда двух соседних точек. Благодаря процедуре сглаживания обычно в каждой такой полосе остаются по 2-4 спектра. Путем сопоставления вываляются пики которые точно совпадают по частоте в данном и каждом из остальных отведений. После этого ля каждой области и для каждого диапазона ЭГГ подщитывается число совпадающих пиков. Это число затем нормализуется путем деления числа совпадающих пиков на число электродов -1, чтобы избежать влияние числа используемых электродов на характеристики взаимодействия. На основе этих данных методом интерполяции строится карта мозга, на которой корковые зоны, отличающиеся по числу связей с другими областями, соединяются (стрелками). Нами разработана модификация этого метода, которая заключается в том, что после нахождения пиков совпадающих по частоте в отведеных от различных областей. Связи между этими пиками не усредняются, а по вероятности их появления выделяются наиболее типичные из них; достоверность этих связей определяется по методу Монте-Карло. 
 
 

4.3 Взаимосвязи между корковыми областями на высокочастотном          бета-ритме

Наибольший  интерес представляет собой проблема взаимосвязей на высокочастотном бета-ритме, поскольку на этой частоте, согласно последним данным, осуществляется взаимодействие между различными отделами мозга во время сенсорно-перцептивных процессов при когнитивной деятельности и мышлении.

    При  шизофрении архитектура внутрикорковых  связей на высокочастотном бета-ритме  значительно отличается от нормы. Приведены результаты нашего исследования когерентности у групп здоровых, больных шизофренией с позитивными симптомами и больных шизофренией с негативными симптомами. У здоровых в состоянии покоя имеется только две межполушарные связи – между центральными и затылочными областями. При выполнении когнитивного задания кол-во межполушарных связей у здоровых увеличивается до 8, причем на ряду с прямыми связями – между всеми гомологичными отведениями наблюдаются также диагональные связи – между лобными отведениями каждого из полушарий с центральными отведениями противоположных полушарий, а так же между левым центральным и правым теменным и между правым и левым затылочным отведениями.

  У больных  шизофренией обеих групп с  помощью этого метода удалось  выявить полное отсутствие межполушарных связей на высокочастотном бета-ритме как в состоянии покоя, так и при выполнении когнитивной пробы.

Таким образом, феномен «связывания» различных  пространственно удаленных мозговых областей коры в процессе когнитивной  деятельности при шизофрении нарушен. Подобные нарушении интеграции у больных шизофрении описаны в современной литературе, однако в исследованиях других авторов давались пробы на одно на полушарий, тогда как в нашем исследовании предъявлялась проба, специально направленная на исследование интеграции между двумя полушариями. Можно предполагать, дезинтеграция «разрыв» большого  числа нейронных связей, в большей степени межполушарных, по-видимому, обусловливает неспособность больных шизофрении к одыкватной активации корковых областей в условиях когнитивной деятельности.

Методом исделования  внутрикорковых связей ( с вычислением  средней по группе частоты) были получены данные сходные  теми которые получены методом когерентности, однако у  обеих групп больных было выявлено по одной межполушарной связи при выполнении когнитивной деятельности – между затылочными областями. Интересно, что в состоянии покоя у больных первой группы имелись четыре межполушарные связи, которые парадоксальным образом исчезли при выполнении задания. Полученные этим методом данные в основном подтверждают вывод о нарушении межполушарных связей при шизофрении, и кроме того, позволяют отметить два момента. Во-первых, наличие одной межполушарной связи у каждой группы больных свидетельствует о большей чувствительности метода исследования усредненных внутрикорковых связей по сравнению с когерентностью. Во-вторых, наличие межполушарных связей только на уровне затылочных областей может указывать на проведение информации не через мозолистое тело, а, возможно, через задние спайки свода или подкорковые структуры. Данные о затруднении проведения информации через мозолистое тело согласуются с данными об уменьшении у больных размера мозолистого тела.

  Самые  интересны данные о характере  взаимосвязей на высокочастотном  бета-ритме были получены с помощью третьего метода – определения наиболее типичных для каждой группы связей, - которой позволяет определить не только наличие или отсутствие связей, но и частоту, с которой они появляются, поскольку как уже отмечалось, частота в этом методе не усредняется по группе. С помощью этого метода было показано, что в норме наиболее типичными оказались связи на частоте приблизительно 40Гц, которые характерны для феномена взаимодействия. В состоянии покоя на этой частоте отмечались связи между теменной и височной областями левого полушария и между центральной и затылочной областями правого; внутриполушарные связи регистрировались между левой лобной и правой центральной, а также между затылочными областями. При выполнении когнитивной пробы появлялось четыре межполушарные связи на частоте 38Гц: правой центральной области с лобной височной теменной и затылочной областями и 6 внутриполушарные (в левом полушарии).

У больных  с позитивной симптоматикой межполушарные  связи отсутствуют. При когнитивной деятельности у них наблюдаются внутриполушарные связи на частоте около 40 Гц – между лобной и височной областями в обоих полушариях; в правом полушарии имеются также связи височной области с центральной и теменной, теменной слобной и центральной областями.

У больных  шизофренией с негативной симптоматикой  на частоте около 40 Гц имеется только три связи, возникающие в правом полушарии при когнитивной деятельности, - между правой височной и лобной, центральной и теменной областями.

Таким образом, третий метод исследования внутри коркового взаимодействия (метод исследования типичных для группы связей) позволяет выявить нарушения межполушарного взаимодействия на частоте около 40 Гц у обеих групп больных шизофренией. Однако если у острых больных с позитивными симптомами межполушарные связи вообще отсутствуют, то у больных с негативными симптомами возникает новая сеть взаимосвязей на относительно низкой частоте бета-ритма – около 30Гц. У острых больных полное разрушение сети межполушарных связей обусловлено высокой вариабельностью физиологических показателей, которая, в свою очередь, определяет разнообразие клинических симптомов. Образование новой сети взаимосвязей на отличной от нормы частоте у больных с негативными симптомами может указывать на переход заболевания в хроническую стадию. Можно предположить что нарушении соответствия частотных спектров двух полушарий при шизофрении обусловленное разными уровнями их активациями, препятствует межполушарной передачи и «приему» информации.

В современных  исследованиях показано, что бета-ритм может возникать из гама-ритма (частотой выше 40 Гц), который и обусловливает наблюдающиеся при шизофрении нарушения взаимосвязей. Гама-ритма при предъявлении новых стимулов превращается в высокочастотный быта-ритм, что указывает на связь этого процесса с памятью. Нарушения взаимосвязей по данному ритму коррелируют с нарушениями памяти при шизофрении.

   Тот  факт, что в норме межполушарные  связи по высокочастотному бета-ритму  выполняющему активационную функцию  повышаются при когнитивной деятельности, а при шизофрении отсутствуют или возникаю на более низкой частоте, может быть связан с нарушением при шизофрении шипикового аппарата тормозных интернейронов, участвующих в генерации гама-ритма. Несомненно, описанные выше предположительные механизмы нарушения внутрикоркового взаимодействия при шизофрении буду постоянно дополнятся как электрофизиологическими, так и биохимическими данными. В частности, уже известно, что образование гама-ритма опосредуется рядом медиаторов, в частности гама-аминомасляной кислотой (ГАМК). 
 

4.4 Взаимосвязи на других частотах

Предполагается, что между быстрыми и медленным  ритмами ЭЭГ имеется связь  которую можно выразить математически. Характерно, что связь между нарушениями самого быстрого – гама-ритма при шизофрении сочетается с нарушениями самого  медленного – дельта-ритма. Повышение у больных шизофренией по сравнению с нормой дельта-ритма в передних мозговых областях называется гипофронтальностью. Считается, что гипофронтальность лежит в основе когнетивного дефицита при шизофрении.

  Исследования  когерентности выявило у больных  отсутствие наблюдающихся в норме  внутрикорковых связей по альфа-ритму  между лобными и височными  областями обоих полушарий при выполнении когнитивной пробы. Важно отметить, что о нарушении этих же отделов при шизофрении можно судить на основании результатов исследования нейропсихологических тестов.

  Представляет  интерес то, что межполушарные  связи по тета-ритму также исследованные методом когерентного анализа, у обеих групп больных шизофренией не выявлены. Этот факт подтверждает предположение о нарушении проведении информации через мозолистое тело. 
 
 
 
 

5. Депрессия

Общая характеристика заболевания

Еще в XIX в. Невропатологи отмечали, что инсульт в левом полушарии сопроваждатся пониженным, тоскливым настроением больного, тогда как при инсульте в правом, напротив, наблюдается повышенное настроение, эйфория и гипомания, иногда с неадекватным поведением и дурашливостью. Это указывает на связь левого полушария с положительными эмоциями, а правого – с отрицательными.

  В то же  время нейрофизиологическая картина  нарушений при так называемой  эндогенной депрессии, т.е. не  связанной с какими-либо внешними  факторами – нарушениями органического характера, явными стрессами, гораздо более сложна. При депрессии в отличие от шизофрении повышенная активация правого переднего коркового квадранта сочетается с пониженной активацией правого заднего квадранта; в левом полушарии имеют место обратные взаимоотношения. Депрессия – это в основном нарушение эмоций, мозговой основой которых, как хорошо известно из эксперементальнных данных являются лимбическая система и старая кора. Это состояние обусловленное функцией более древних в эволюционном отношении структур мозга, иногда наблюдается и у животных (например, собака умирающая от голода на могиле хозяина), в то время эволюционно более новое образование – кора больших полушарий, - связана с функциональной асимметрией и языком, которые у животных отсутствует.

  Этиология  депрессии, так же как и шизофрении, остается неизвестным. Большую  роль в развитии депрессии  играют, по – видимому нарушения  регуляции системы биогенных  аминов. Главными отличительными  признаками депрессии являются  нарушении настроения и аффекта, причем настроение характеризует внутренние эмоциональное состояние, а аффект – его внешнее выражение.

   Расстройства  настроения представляют собой  группу клинических состояний,  характеризующихся нарушением настроения, потерей способности контролировать свои аффекты и субъективным ощущением тяжелых страданий. У больных  депрессивным настроением отмечается снижение энергичности и интереса к жизни, чувство вины, они испытывают трудность при необходимости сосредоточится, теряют аппетит и высказывают мысли о смерти и самоубийстве. Больные с приподнятым настроением обнаруживают экспансивность, полет идей у них наблюдается уменьшение времени сна, повышение самооценки и наличие грандиозных идей. Часто, но не всегда, приступы депрессии сочетаются с приступами мании, а иногда наблюдаются и смешенные формы. Однако наиболее характерны приступы «чистой», или униполярной депрессии.