АННОТАЦИЯ
Биохимические основы церебрального энергетического обмена
Современные методы оценки церебрального энергетического обмена
Энергетический обмен при развитии и старении мозга
Закономерности изменения церебрального энергетического обмена при различных функциональных состояниях
Взаимосвязь церебрального энергетического обмена с характеристиками иммунитета
Церебральный энергетический обмен и некоторые психофизиологические характеристик
Энергетические характеристики деятельности мозга и функциональная межполушарная асимметрия
Современные исследования природы уровня постоянного потенциала
Скачать монографию В.Ф. Фокина и Н.В. Пономаревой "Энергетическая физиология мозга"
Современные методы оценки церебрального энергетического обмена
В последние десятилетия разработаны методы, позволяющие визуализировать некоторые биохимические процессы в мозге и исследовать церебральный энергетический метаболизм. ПЭТ, ОЭКТ, функциональная МРТ и метод изотопного клиренса дают возможность получать с помощью компьютерных технологий изображение мозга и картировать содержание в его структурах определенных веществ, участвующих в энергетическом обмене, а также локальный кровоток в разных его структурах. Все эти методы требуют дорогостоящего оборудования, большинство из них предусматривает введение радиоактивных веществ в организм, что ограничивает их применение.
Реоэнцефалография отражает состояние кровоснабжения в системах сонных и позвоночных артерий, но не позволяет картировать локальный кровоток в конкретных мозговых структурах. Полярографический метод определения локального мозгового кровотока применяется при условии введения электродов непосредственно в мозг.
                                            Главная страница

                                          "Нейроэнергометр 03"

                                            E-mail: fvf@mail.ru

Использование электрофизиологических показателей для оценки церебрального энергетического обмена

Уровень постоянного потенциала (УПП), регистрируемый непосредственно от мозга, интегрально отражает изменения мембранных потенциалов нервных и глиальных клеток. Процессы, связанные с активацией зна��ительных популяций нейронов, например, эпилептическая активность, сопровождаются снижением УПП, напротив торможение нейронов отражается в виде позитивного смещения постоянного потенциала.
Эти потенциалы в большинстве случаев не вносят значительного вклада в УПП, регистрируемый на поверхности головы, так как ближе к отводящим электродам расположены другие мощные источники постоянных потенциалов. Наличие этих генераторов приводит к тому, что при изменениях церебральной активности сдвиги УПП на мозге сопровождаются противоположными по знаку изменениями УПП на поверхности головы.
Важным источником электрических реакций в организме является сосудистая система. Стенки артерий и вен функционируют как электрические изоляторы, окружающие электропроводную плазму крови, на уровне капилляров осуществляется электрический контакт плазмы крови и тканевой жидкости, которая также как и плазма электропроводна. Величина разности потенциалов на границе гемато-энцефалического и гистогематического барьеров зависит от концентрации ионов водорода внутри сосуда, причем при закислении крови положительный потенциал на внешней стороне сосуда увеличивается, а на внутренней уменьшается. Такая ситуация возникает при усилении энергетического метаболизма, когда в сосудах (венах и капиллярах) накапливаются кислые продукты обмена. Электрическим процессам в сосудистой системе придается большое значение в обеспечении энергетического обмена в организме.
ГЭБ является важнейшим источником потенциалов, возникающих в сосудистой системе головы, так как продукция ионов водорода мозгом весьма высока (интенсивность церебрального энергообмена примерно на порядок выше, чем в коже), и этот источник обладает большим внутренним сопротивлением. Интракраниальное пространство связано с экстракраниальным через вены-выпускники, что позволяет регистрировать сдвиги разность потенциалов ГЭБ на поверхности головы. Электрическая цепь при регистрации УПП от поверхности головы проходит через сосудистую систему, поскольку кожные капилляры обладают значительно меньшим, чем другие ткани, сопротивлением.
Разность потенциалов при расположении активного электрода на голове, а референтного – на руке, как правило, положительна, что, обусловлено значительно большим образованием кислых продуктов при энергетическо обмене мозга, по сравнению с тканями руки. Когда рН, оттекающей от мозга крови снижается, УПП на поверхности головы увеличивается. Это может наблюдаться при повышении мозговой активности, когда усиливается поступление в кровь кислых продуктов энергообмена, а также в других случаях ацидоза крови, оттекающей от мозга.
Изменения рН в периферической крови также сказываются на величине потенциала в области референтного электрода, о чем свидетельствуют эксперименты с гипервентиляцией в условиях избирательного нарушения артериального или венозного оттока.
На топографию УПП на поверхности головы оказывают определенное влияние венозные синусы, являющиеся резервуарами закисленной венозной крови и связанные с экстракраниальным пространством через вены-эмиссарии и диплоические вены. Благодаря поступлению закисленной венозной крови из системы внутренней яремной вены в экстракраниальное пространство области головы, расположенные над синусами, имеют более высокий УПП.

Методика регистрации и анализа УПП должна удовлетворять принципам, принятым в современной электрофизиологии, которые позволяют учитывать и по возможности устранять артефакты физического и биологического происхождения.
Запись производится с помощью усилителей постоянного тока с большим входным сопротивлением и неполяризуемыми электродами. Важнейшими источниками артефактов физического происхождения являются электродные потенциалы, поэтому межэлектродная разность потенциалов должна измеряться и устраняться при регистрации УПП. Кожные потенциалы являются биологическим источником артефактов. Для уменьшения артефактов кожного происхождения используется зависимость между кожными потенциалами и кожным сопротивлением. Снижение кожного сопротивления до 5 кОм и непрерывный контроль за его стабильностью в процессе записи позволяют значительно уменьшить влияние кожных потенциалов, в частности кожно-гальванической реакции на регистрируемый УПП.
Величина УПП между головой и рукой зависит от разности рН оттекающей от мозга и периферической крови, которая в свою очередь связана с различиямми интенсивностьи энергетического обмена мозга и тканей руки (гл. 3). Для оценки церебральных энергетических процессов по параметрам УПП разработана возрастозависимая нормативная шкала, в основу которой легли данные УПП у здоровых испытуемых разного возраста. С помощью этой шкалы в зависимости от того, насколько снижен или повышен УПП по сравнению с эталонным, можно судить об изменениях КЩР и интенсивности энергетического обмена мозга у конкретного человека. Оценка УПП предусматривает математический анализ этого показателя в сопоставлении с нормативными характеристиками, заложенными в базе данных, а также картирование распределения УПП на поверхности головы в сравнении с эталоном.
Специализированный аппаратно-программный комплекс «Нейроэнергометр», разработанный в соответствии с изложенными принципами позволяет осуществлять запись УПП с контролем артефактов физического и биологического происхождения, призводить картирование, а также математический анализ УПП. Комплекс состоит из пятиканального усилителя биопотенциалов постоянного тока с интерфейсным аналого-цифровым преобразователем, а также программного обеспечения для регистрации, анализа, графического представления и хранения, зарегистрированных значений УПП головного мозга и результатов обработки.