Электроэнцефалография - один из распространенных методов диагностики состояния головного мозга ребенка, который, наравне с КТ и МРТ , считается достаточно эффективным и точным. О том, что показывает такая диагностика, как расшифровать данные и каковы причины отклонений от нормы, вы узнаете из этой статьи.
Что такое ЭЭГ и что она показывает?
Аббревиатура ЭЭГ расшифровывается как «электроэнцефалография». Она представляет собой метод регистрации малейших электрических активных импульсов коры головного мозга. Эта диагностика очень чувствительна, она позволяет зафиксировать признаки активности даже не в секунду, а в миллисекунду. Ни одно другое исследование функций головного мозга не дает столь точной информации в определенный отрезок времени.
Чтобы установить морфологические изменения, наличие кист и опухолей, особенности развития тела мозга и мозговой ткани, применяются другие средства видеомониторинга, например, нейросонография для малышей до 1,5-2 лет, МРТ, КТ для детей старше. А вот ответить на вопрос, как работает мозг, как он реагирует на внешние и внутренние раздражители, на изменение обстановки, может только электроэнцефалограмма головы.
Электрические процессы в нейронах в целом и в головном мозге в частности начали изучаться в конце XIX века. Этим занимались ученые в различных странах мира, но наибольший вклад сделал русский физиолог И. Сеченов. Первую запись ЭЭГ удалось получить в Германии в 1928 году.
Сегодня ЭЭГ - процедура довольно рутинная, применяемая даже в небольших клиниках и поликлиниках для диагностики и лечения. Проводится она на специальном оборудовании, которое называется электроэнцефалографом. Аппарат соединяется с пациентом посредством электродов. Записываться результаты могут как на бумажную ленту, так и на компьютер автоматически. Процедура безболезненна и безвредна. В то же время она очень информативна: потенциалы электрической активности мозга неизменно меняются при наличии той или иной патологии.
При помощи ЭЭГ можно диагностировать различные травмы, психические заболевания, широкое распространение метод получил в мониторинге ночного сна.
Показания для проведения
ЭЭГ не входит в перечень обязательных скрининговых исследований для детей в любом возрасте. Это означает, что проводить такую диагностику принято только по определенным медицинским показаниям при наличии определенных жалоб пациентов. Метод назначается в следующих случаях:
- при частых приступах головной боли, головокружениях;
- при наличии случаев потери сознания;
- при наличии у ребенка судорог в анамнезе;
- при подозрении на травму черепа и мозга;
- при подозрении на детский церебральный паралич или для отслеживания динамики состояния при диагностированном ранее ДЦП;
- при нарушении рефлексов, других неврологических состояниях, которые сохраняются длительное время и терапии поддаются плохо;
- при нарушениях сна у ребенка;
- при подозрении на наличие психического расстройства;
- в качестве подготовительной диагностики перед операциями на головном мозге;
- при задержке речевого, психического, эмоционального и физического развитий.
В детском возрасте ЭЭГ проводят для оценки степени незрелости головного мозга. ЭЭГ проводят для того, чтобы определить степень действия наркоза при серьезных и длительных хирургических вмешательствах.
Некоторые особенности поведения детей первого года жизни также могут быть основанием для назначения ЭЭГ.
Регулярный и продолжительный плач, нарушения сна - очень веские причины для диагностики потенциалов электроимпульсов нейронов, особенно если нейросонография или МРТ не показывают отклонений в развитии мозга как такового.
Противопоказания
Противопоказаний к такой диагностике очень мало. Ее не проводят только в том случае, если на голове маленького пациента есть свежие раны, если наложены хирургические швы. Иногда в диагностике отказывают по причине сильного насморка или изнуряющего частого кашля.
Во всех остальных случаях ЭЭГ проводить можно, если на этом настаивает лечащий врач.
Маленьким детям стараются проводить диагностическую процедуру в состоянии сна, когда они наиболее спокойны.
Вредно ли обследование?
Этот вопрос является одним из самых насущных для родителей. Поскольку сама суть метода понятна далеко не всем мамам, то ЭЭГ как явление обрастает слухами и домыслами на просторах женских форумов. Двух вариантов ответа на вопрос о вредности исследования не существует - ЭЭГ совершенно безвредна, поскольку на мозг никакого стимулирующего действия электроды и аппарат не оказывают: они лишь фиксируют импульсы.
Делать ЭЭГ ребенку можно в любом возрасте, в любом состоянии и столько раз, сколько потребуется. Многоразовая диагностика не запрещается, никаких ограничений нет.
Другой вопрос, что для обеспечения возможности некоторое время сидеть в неподвижности маленьким и очень подвижным детям могут назначать седативные препараты. Тут решение принимает врач, который точно знает, как рассчитать необходимую дозировку, чтобы вашему ребенку не причинить вреда.
Подготовка ребенка
Если ребенку назначено проведение электроэнцефалографии, обязательно нужно правильно подготовить его к обследованию.
Лучше приходить на обследование с чистой головой, поскольку датчики будут устанавливаться именно на коже головы. Для этого накануне достаточно провести обычные гигиенические процедуры и вымыть волосы ребенку детским шампунем.
Грудничка следует покормить непосредственно перед установкой электродов за 15-20 минут. Лучше всего добиться естественного засыпания: сытый малыш будет спать спокойнее и дольше, доктор получит возможность зарегистрировать все необходимые показатели. Поэтому для малышей возьмите с собой в медицинское учреждение бутылочку со смесью или сцеженным грудным молоком.
Лучше всего запланировать вместе с лечащим врачом обследование на то время, которое по личному распорядку дня малыша приходится на дневной сон.
Детям старшего года ЭЭГ проводят в состоянии бодрствования. Для получения точных результатов ребенок должен вести себя спокойно, выполнять все просьбы врача. Чтобы достичь такого спокойствия, родителям нужно провести предварительную психологическую подготовку заблаговременно. Если заранее рассказать, какая интересная игра предстоит, то ребенок будет более сосредоточенным. Можно пообещать чаду, что он на несколько минут станет настоящим космическим путешественником или супергероем.
Понятно, что слишком долго концентрировать свое внимание на происходящем ребенок не сможет, особенно если ему 2-3 года. Поэтому с собой в клинику следует взять книжку, игрушку, то, что ребенку интересно и может хотя бы ненадолго захватить его внимание.
Чтобы ребенок не испугался с первых же минут, нужно подготовить его к тому, что будет происходить. Выберите дома любую старую шапочку и поиграйте с чадом в «космонавта». Шапочку наденьте на голову, изобразите шум рации в шлеме, пошипите и дайте своему космогерою команды, которые будет давать в реальности доктор на ЭЭГ: открыть и закрыть глаза, проделать то же самое, только в замедленном темпе, глубоко и мелко подышать и т. д. Подробнее об этапах обследования мы расскажем ниже.
Если ваш малыш регулярно по назначению лечащего врача принимает какие-либо медикаменты, отменять их прием перед электроэнцефалографией не нужно. Но обязательно сообщите врачу перед диагностикой, какие лекарства и в какой дозировке были приняты ребенком за последние двое суток.
Перед входом в кабинет снимите с ребенка головной убор. С девочек обязательно нужно снять заколки, резинки, ободки и вынуть серьги из ушей, если они имеются. Лучше всего все эти предметы для красоты и привлекательности изначально оставить дома, отправляясь на ЭЭГ, чтобы не потерять что-то ценное в процессе обследования.
Как проводится процедура: основные этапы
Процедуру ЭЭГ делают в несколько этапов, о которых и родителям, и маленькому пациенту нужно узнать заранее, чтобы правильно подготовиться. Начнем с того, что кабинет для проведения электроэнцефалографии совсем не похож на обычный медицинский кабинет. Это звукоизолированное и затемненное помещение. Сама комната обычно имеет небольшие размеры.
В ней установлена кушетка, на которой предложат разместиться ребенку. Грудничка размещают на пеленальном столике, который также имеется в кабинете.
На голову предлагается надеть специальный «шлем» – тканевая или резиновая шапочка с закрепленными электродами. На некоторые шапочки доктор устанавливает необходимые электроды в требуемом количестве вручную. С электроэнцефалографом электроды соединяются посредством мягких тонких трубочек-проводников.
Электроды смачивают физраствором или специальным гелем. Это необходимо для лучшего прилегания электрода к голове малыша, чтобы не образовывалось воздушного пространства между кожей и принимающим сигналы датчиком. Оборудование в обязательном порядке заземляется. На уши ребенка в районе мочек крепят клипсы, не проводящие ток.
Продолжительность исследования в среднем составляет 15-20 минут. Все это время ребенок должен быть максимально спокоен.
Какие тесты предстоят, зависит от возраста маленького пациента. Чем старше ребенок, тем сложнее будут задания. Стандартная рутинная процедура подразумевает несколько вариантов фиксации электрических потенциалов.
- Сначала записывают фоновую кривую - эта линия на полученном графике будет отображать импульсы нейронов головного мозга в состоянии покоя.
- Затем проверяют реакцию головного мозга на переход от отдыха к активности и рабочей готовности. Для этого ребенка просят открыть и закрывать глаза в разном темпе, который задает врач своими командами.
- Третий этап - проверка работы головного мозга в состоянии так называемой гипервентиляции. Для этого ребенка просят делать глубокие вдохи и выдохи с заданной доктором частотой. По команде «вдох» делается вдох, по команде «выдох» ребенок выдыхает. Этот этап позволяет выявить признаки эпилепсии, новообразований, которые привели к нарушениям функциональных возможностей мозга.
- Четвертый этап подразумевает применение фотостимуляции. Потенциалы продолжают регистрироваться, но доктор включает и выключает специальную лампочку с определенной частотой перед закрытыми глазами пациента. Такой тест позволяет установить некоторые особенности как психического, так и речевого развития, а также склонность к эпилепсии и судорожным синдромам.
- Дополнительные этапы применяются в основном для детей более старшего возраста. Они включают в себя различные команды врача - от сжимания и разжимания пальцев рук в кулаки до ответа на вопросы психологических тестов, если ребенок находится в таком возрасте, в котором ответы и понимание в принципе возможны.
Родители могут не переживать - больше, чем ребенок может и умеет, от него не потребуют. Если он с чем-то не справится, ему просто дадут другое задание.
Нормы и расшифровка результатов
Электроэнцефалограмма, которая получается в результате автоматической регистрации потенциалов, представляет собой загадочное скопление кривых, волн, синусоидов и ломаных линий, разобраться в которых самостоятельно, не будучи специалистом, совершенно невозможно. Даже врачи других специальностей, например, хирург или ЛОР, ни за что не поймут, что изображено на графиках. Обработка результатов занимает от нескольких часов до нескольких дней. Обычно - около суток.
Само понятие «нормы» в отношении ЭЭГ не совсем корректно. Дело в том, что вариантов норм бывает великое множество. Тут важна каждая деталь - частота повторения аномалии, ее связь с раздражителями, динамика. У двух здоровых детей, не имеющих проблем с работой центральной нервной системы и патологий мозга, получившиеся графики будет выглядеть по-разному.
Показатели классифицируют по типу волн, отдельно оценивают биоэлектрическую активность и другие параметры. У родителей нет необходимости что-либо трактовать, поскольку в заключении предоставляется описание результатов исследования и даются определенные рекомендации. Давайте рассмотрим несколько вариантов заключений более подробно.
На что указывает эпилептиформная активность?
Если в заключении стоит столь сложный для понимания термин, это означает, что в электроэнцефалограмме преобладают острые пики, которые существенно отличаются от фонового ритма, который регистрируется в положении покоя. Чаще всего такой вид имеют результаты у ребенка с эпилепсией. Но наличие острых пиков и ЭФА в заключении не всегда признак эпилепсии. Иногда речь идет об эпиактивности без приступов, а потому родители могут немало удивиться, ведь судорог и припадков у ребенка могло ни разу не происходить.
Врачи склонны полагать, что ЭЭГ отражает паттерны, которые проявляются даже в том случае, если у ребенка просто есть генетическая предрасположенность к эпилепсии. Обнаружение эпилептиформной активности не означает, что ребенку обязательно установят соответствующий диагноз. Но на необходимость повторного исследования этот факт обязательно указывает. Диагноз может не подтвердиться, а может и получить подтверждение.
Дети с эпилепсией требуют особого подхода, соответствующего и своевременного лечения у невролога, а потому игнорировать появление ЭФА в заключении не стоит.
Виды и нормы ритмов
Для расшифровки результатов особое значение имеют ритмы. Их всего четыре:
- альфа;
- бета:
- дельта;
- тета.
Каждый из этих ритмов имеет свои нормы и возможные колебания нормативных значений. Чтобы родители лучше ориентировались в полученной на руки энцефалограмме головного мозга, постараемся максимально просто рассказать о сложном.
Альфа-ритмом называют базовый, фоновый ритм, который регистрируется в состоянии покоя и отдыха. Наличие такого вида ритма свойственно всем здоровым людям. Если его нет, говорят об асимметричности полушарий, что легко диагностируется при помощи УЗИ или МРТ. Этот ритм доминирует тогда, когда ребенок находится в темноте, в тишине. Если в этот момент включить раздражитель, подать свет, звук, альфа-ритм может уменьшиться или исчезнуть. В состоянии покоя он снова возвращается. Таковы нормальные значения. При эпилепсии, к примеру, на ЭЭГ могут регистрироваться спонтанные эпизоды всплеска альфа-ритма.
Если в заключении указывается частота альфа 8-14 Гц (25-95 мкВ), можно не волноваться: ребенок здоров. Отклонения альфа-ритма могут наблюдаться в том случае, если они фиксируются в лобной доле, если есть существенный частотный разброс. Слишком высокая частота, превышающая 14 Гц, может быть признаком сосудистых нарушений в головном мозге, перенесенных травм черепа и мозга. Заниженные показатели могут говорить об отставании в психическом развитии. Если у малыша слабоумие, ритм может не регистрироваться вообще.
Ритм бета регистрируется и меняется в периоды активности мозга. У здорового малыша в заключении будут указаны значения амплитуды 2-5 мкВ, фиксироваться такой тип волн будет в лобной доле головного мозга. Если значения выше нормы, доктор может заподозрить сотрясение или ушиб головного мозга, а при патологическом снижении - воспалительный процесс мозговых оболочек или тканей, например, менингит или энцефалит. Бета-волны в амплитуде 40-50 мкВ в детском возрасте могут говорить о заметном отставании в развитии ребенка.
Ритм типа дельта дает о себе знать в период глубокого сна, а также у пациентов, которые находятся в коме. Обнаружение такого ритма в период бодрствования может говорить о факте развития опухоли.
Тета-ритм также свойственен спящим людям. Если он выявляется в амплитуде свыше 45 мкВ в разных долях мозга, речь идет о серьезных нарушениях работы центральной нервной системы. В определенных вариантах такой ритм может быть у малышей до 8 лет, но у детей более старшего возраста он зачастую является признаком неразвитости, слабоумия. Синхронное повышение дельты и теты могут говорить о нарушении мозгового кровообращения.
Все типы волн ложатся в основу фиксации биоэлектрической активности мозга. Если указывается, что БЭА ритмичная, то причин для волнений нет. Относительно ритмичная БЭА говорит о наличии частых головных болей.
Диффузная активность не говорит о патологии, если нет иных отклонений. А вот при депрессивных состояниях у ребенка может обнаружиться сниженная БЭА.
Частые нарушения и возможные диагнозы
На основании одной только ЭЭГ ставить диагнозы ребенку никто не станет. Данные исследования могут потребовать подтверждения или опровержения при помощи других методов, в том числе МРТ, КТ, УЗИ. Результаты электроэнцефалографии лишь могут предположить наличие у ребенка порэнцефалической кисты, эпилептической активности без приступов, пароксизмальной активности, опухолей, психических отклонений.
Рассмотрим, что могут иметь в виду доктора, указывая определенные патологии в заключении ЭЭГ.
- Если указано, что обнаружена дисфункция средних отделов мозга, стоит предположить, что у ребенка просто был стресс, что он не выспался, часто нервничает, а потому ему будет достаточно занятий с психологом, создания благоприятной обстановки в семье, уменьшения психологической нагрузки и легких седативных препаратов растительного происхождения. Заболеванием это не считается.
- Если в электроэнцефалограмме будет написано, что обнаружена межполушарная асимметрия, это не всегда является признаком патологии в детском возрасте. Ребенку будет рекомендовано динамическое наблюдение у невролога.
- Диффузные изменения альфа-ритма в заключении также могут быть вариантом нормы. Ребенку назначают дополнительные исследования.
- Более опасно обнаружение очага патологической активности, которое в большинстве случаев свидетельствует о развитии эпилепсии или повышенной склонности к судорогам.
- Формулировка «ирритация мозговых структур» говорит о нарушении кровообращения мозга, о наличии травматических поражений после ударов, падений, а также о высоком внутричерепном давлении.
- Обнаружение пароксизмов может быть признаком эпилепсии в начальной стадии, но это далеко не всегда так. Чаще обнаружение пароксизмов говорит о склонности, возможно, наследственной, к эпилептическим припадкам. Повышенный тонус синхронизирующих структур патологией вообще считать нельзя. Но по сложившейся практике ребенка все равно направляют наблюдаться к неврологу.
Наличие активных разрядов является тревожным признаком. Ребенку нужно пройти обследование на предмет опухолей и новообразований.
Только врач может дать точный ответ на вопрос, все ли в порядке с малышом. Попытки сделать выводы самостоятельно могут завести родителей в такие дебри, из которых очень сложно найти разумный и логичный выход.
Когда отдают заключение?
Получить заключение на руки с описанием результатов родители могут примерно через сутки. В некоторых случаях время может быть увеличено - это зависит от занятости врача и очередности в конкретном медицинском учреждении.
Главная особенность ЭЭГ, делающая ее незаменимым инструментом возрастной психофизиологии, – спонтанный, автономный характер. Регулярная электрическая активность мозга может быть зафиксирована уже у плода, и прекращается только с наступлением смерти. При этом возрастные изменения биоэлектрической активности мозга охватывают весь период онтогенеза от момента ее возникновения на определенном (и пока точно не установленном) этапе внутриутробного развития головного мозга и вплоть до смерти человека. Другое важное обстоятельство, позволяющее продуктивно использовать ЭЭГ при изучении онтогенеза мозга, – возможность количественной оценки происходящих изменений.
Исследования онтогенетических преобразований ЭЭГ весьма многочисленны. Возрастную динамику ЭЭГ изучают в состоянии покоя, в других функциональных состояниях (сон, активное бодрствование и др.), а также при действии разных стимулов (зрительных, слуховых, тактильных). На основании многих наблюдений выделены показатели, по которым судят о возрастных преобразованиях на протяжении всего онтогенеза, как в процессе созревания (см. главу 12.1.1.), так и при старении. В первую очередь это особенности частотно-амплитудного спектра локальной ЭЭГ, т.е. активности, регистрируемой в отдельных точках коры мозга. С целью изучения взаимосвязи биоэлектрической активности, регистрируемой из разных точек коры, используется спектрально-корреляционный анализ (см. главу 2.1.1) с оценкой функций когерентности отдельных ритмических составляющих.
Возрастные изменения ритмического состава ЭЭГ. Наиболее изучены в этом плане возрастные изменения частотно-амплитудного спектра ЭЭГ в разных областях коры мозга. Визуальный анализ ЭЭГ показывает, что у бодрствующих новорожденных в ЭЭГ преобладают медленные нерегулярные колебания частотой 1 – 3 Гц амплитудой по 20 мкВ. В спектре частот ЭЭГ у них, однако, присутствуют частоты в диапазоне от 0,5 до 15 Гц. Первые проявления ритмической упорядоченности появляются в центральных зонах, начиная с третьего месяца жизни. В течение первого года жизни наблюдается нарастание частоты и стабилизации основного ритма электроэнцефалограммы ребенка. Тенденция к нарастанию доминирующей частоты сохраняется и на дальнейших стадиях развития. К 3 годам это уже ритм с частотой 7 – 8 Гц, к 6 годам – 9 – 10 Гц (Фарбер, Алферова, 1972).
Одним из наиболее дискуссионных является вопрос о том, как квалифицировать ритмические составляющие ЭЭГ детей раннего возраста, т.е. как соотносить принятую для взрослых классификацию ритмов по частотным диапазонам (см. главу 2.1.1) с теми ритмическими компонентами, которые присутствуют в ЭЭГ детей первых лет жизни. Существуют два альтернативных подхода к решению этого вопроса.
Первый исходит из того, что дельта-, тета-, альфа- и бета-частотные диапазоны имеют разное происхождение и функциональное значение. В младенчестве более мощной оказывается медленная активность, а в дальнейшем онтогенезе происходит смена доминирования активности от медленных к быстрым частотным ритмическим составляющим. Другими словами, каждая частотная полоса ЭЭГ доминирует в онтогенезе последовательно одна за другой (Garshe, 1954). По этой логике было выделено 4 периода в формировании биоэлектрической активности мозга: 1 период (до 18 мес.) – доминирование дельта-активности, преимущественно в центрально-теменных отведениях; 2 период (1,5 года – 5лет) – доминирование тета-активности; 3 период (6 – 10 лет) – доминирование альфа-активности (лабильная фаза); 4 период (после 10 лет жизни) доминирование альфа-активности (стабильная фаза). В двух последних периодах максимум активности приходится на затылочные области. Исходя из этого, было предложено рассматривать отношение альфа- к тета-активности как показатель (индекс) зрелости мозга (Matousek, Petersen, 1973).
Другой подход рассматривает основной, т.е. доминирующий в электроэнцефалограмме ритм, независимо от его частотных параметров, как онтогенетический аналог альфа-ритма. Основания для такого толкования содержатся в функциональных особенностях доминирующего в ЭЭГ ритма. Они нашли свое выражение в «принципе функциональной топографии» (Kuhlman, 1980). В соответствии с этим принципом идентификация частотного компонента (ритма) осуществляется на основании трех критериев: 1) частоты ритмического компонента; 2) пространственного расположения его максимума в определенных зонах коры мозга; 3) реактивности ЭЭГ к функциональным нагрузкам.
Применяя этот принцип к анализу ЭЭГ младенцев, Т.А.Строганова, показала, что частотный компонент 6 – 7 Гц, регистрируемый в затылочной области, можно рассматривать как функциональный аналог альфа-ритма или как собственно альфа-ритм. Поскольку этот частотный компонент имеет небольшую спектральную плотность в состоянии зрительного внимания, но становится доминирующим при однородном темном поле зрения, что, как известно, характеризует альфа-ритм взрослого человека (Строганова с соавт., 1999).
Изложенная позиция представляется убедительно аргументированной. Тем не менее проблема в целом остается нерешенной, потому что невыяснено функциональное значение остальных ритмических компонентов ЭЭГ младенцев и их соотношение с ритмами ЭЭГ взрослого человека: дельта-, тета- и бета-.
Из вышесказанного становится ясным, почему проблема соотношения тета- и альфа-ритмов в онтогенезе является предметом дискуссий. Тета-ритм по-прежнему нередко рассматривается как функциональный предшественник альфа-, и таким образом признается, что в ЭЭГ детей младшего возраста альфа-ритм фактически отсутствует. Придерживающиеся такой позиции исследователи не считают возможным рассматривать доминирующую в ЭЭГ детей раннего возраста ритмическую активность как альфа-ритм (Шеповальников с соавт., 1979).
Однако независимо от того, как интерпретируются эти частотные составляющие ЭЭГ, возрастная динамика, свидетельствующая о постепенном сдвиге частоты доминирующего ритма в сторону более высоких значений в диапазоне от тета-ритма к высокочастотному альфа-, является неоспоримым фактом (например, рис. 13.1).
Гетерогенность альфа-ритма. Установлено, что альфа-диапазон неоднороден, и в нем в зависимости от частоты можно выделить ряд субкомпонентов, имеющих, по-видимому, разное функциональное значение. Существенным аргументом в пользу выделения узкополосных поддиапазонов альфа служит онтогенетическая динамика их созревания. Три поддиапазона включают: альфа-1 – 7,7 – 8,9 Гц; альфа-2 – 9,3 – 10,5 Гц; альфа-3 – 10,9 – 12,5 Гц (Алферова, Фарбер, 1990). От 4-х до 8 лет доминирует альфа-1, после 10 лет – альфа-2, ив 16 – 17 годам в спектре преобладает альфа-3.
Составляющие альфа-ритма имеют и разную топографию: ритм альфа-1 более выражен задних отделах коры, преимущественно в теменных. Он считается локальным в отличие от альфа-2, который широко распространен в коре, имея максимум в затылочной области. Третий компонент альфа, так называемый мюритм, имеет фокус активности в передних отделах: сенсомоторных зонах коры. Он также имеет локальный характер, поскольку его мощность резко убывает по мере удаления от центральных зон.
Общая тенденция изменений основных ритмических составляющих проявляется в снижении с возрастом выраженности медленной составляющей альфа-1. Этот компонент альфа-ритма ведет себя как тета- и дельта-диапазоны, мощность которых снижается с возрастом, а мощность компонентов альфа-2 и альфа-3, как и бета-диапазона возрастает. Однако бета-активность у нормальных здоровых детей низка по амплитуде и мощности, и в некоторых исследованиях этот частотный диапазон даже не подвергается обработке из-за его относительно редкой встречаемости в нормальной выборке.
Особенности ЭЭГ в пубертате. Прогрессивная динамика частотных характеристик ЭЭГ в подростковом возрасте исчезает. На начальных стадиях полового созревания, когда увеличивается активность гипоталамо-гипофизарной области в глубоких структурах мозга, существенно изменяется биоэлектрическая активность коры больших полушарий. В ЭЭГ возрастает мощность медленно-волновых составляющих, в том числе альфа-1, и уменьшается мощность альфа-2 и альфа-3.
В период пубертата заметно выступают различия в биологическом возрасте, особенно между полами. Например, у девочек 12 – 13 лет (переживающих II и III стадии полового созревания) ЭЭГ характеризуется большей по сравнению с мальчиками выраженностью мощности тета-ритма и альфа-1 компонента. В 14 – 15 лет наблюдается противоположная картина. У девочек проходят завершающие (ТУ и У) стадии пубертата, когда снижается активность гипоталамо-гипофизарной области, и постепенно исчезают отрицательные тенденции в ЭЭГ. У мальчиков в этом возрасте преобладают II и III стадии полового созревания и наблюдаются перечисленные выше признаки регресса.
К 16 годам указанные различия между полами практически исчезают, поскольку большинство подростков входят в завершающую стадию полового созревания. Восстанавливается прогрессивная направленность развития. Частота основного ритма ЭЭГ вновь возрастает и приобретает значения, близкие к взрослому типу.
Особенности ЭЭГ при старении. В процессе старения происходят существенные изменения в характере электрической активности мозга. Установлено, что после 60 лет наблюдается замедление частоты основных ритмов ЭЭГ, в первую очередь в диапазоне альфа-ритма. У лиц в возрасте 17 – 19 лет и 40 – 59 лет частота альфа-ритма одинакова и составляет приблизительно 10 Гц. К 90 годам она снижается до 8,6 Гц. Замедление частоты альфа-ритма называют наиболее стабильным «ЭЭГ-симптомом» старения мозга (Фролькис, 1991). Наряду с этим возрастает медленная активность (дельта- и тета-ритмы), и количество тета-волн больше у лиц с риском развития сосудистой психологии.
Наряду с этим у лиц старше 100 лет – долгожителей с удовлетворительным состоянием здоровья и сохранными психическими функциями – доминантный ритм в затылочной области находится в пределах 8 – 12 Гц.
Региональная динамика созревания. До сих пор, обсуждая возрастную динамику ЭЭГ, мы специально не анализировали проблему региональных различий, т.е. различий, существующих между показателями ЭЭГ разных зон коры в том и другом полушарии. Между тем такие различия существуют, и можно выделить определенную последовательность созревания отдельных зон коры по показателям ЭЭГ.
Об этом, например, говорят данные американских физиологов Хадспета и Прибрама, которые прослеживали траектории созревания (от 1 до 21 года) частотного спектра ЭЭГ разных областей мозга человека. По показателям ЭЭГ они выделили несколько стадий созревания. Так, например, первая охватывает период от 1 года до 6 лет, характеризуется быстрым и синхронным темпом созревания всех зон коры. Вторая стадия длится от 6 до 10,5 лет, причем пик созревания достигается в задних отделах коры в 7,5 лет, после этого ускоренно начинают развиваться передние отделы коры, которые связаны с реализацией произвольной регуляции и контроля поведения.
После 10,5 лет синхронность созревания нарушается, и выделяются 4 независимые траектории созревания. По показателям ЭЭГ центральные области коры мозга – это онтогенетически наиболее рано созревающая зона, а левая лобная, наоборот, созревает позднее всего, с ее созреванием связано становление ведущей роли передних отделов левого полушария в организации процессов переработки информации (Hudspeth, Pribram, 1992). Сравнительно поздние сроки созревания левой фронтальной зоны коры отмечались также неоднократно и в работах Д. А.Фарбер с сотрудниками.
13.2. Электрофизиологические методы исследования динамики психического развития
В возрастной психофизиологии используются практически все те методы, которые применяются при работе с контингентом взрослых испытуемых (см. главу 2). Однако в применении традиционных методов существует возрастная специфика, которая определяется рядом обстоятельств. Во-первых, показатели, получаемые с помощью этих методов, имеют большие возрастные различия. Например, электроэнцефалограмма и соответственно получаемые с ее помощью показатели значительно изменяются в ходе онтогенеза. Во-вторых, эти изменения (в их качественном и количественном выражении) могут выступать параллельно и как предмет исследования, и как способ оценки динамики созревания мозга, и как инструмент/ средство изучения возникновения и функционирования физиологических условий психического развития. Причем именно последнее представляет наибольший интерес для возрастной психофизиологии.
Все три аспекта изучения ЭЭГ в онтогенезе безусловно свряпы между собой и дополняют друг друга, но содержательно они различаются весьма существенно, и, поэтому, их можно рассматривать отдельно друг от друга. По этой причине и в конкретных научных исследованиях, и на практике акцент нередко делается только на одном или двух аспектах. Однако, несмотря на то, что для возрастной психофизиологии наибольшее значение имеет третий аспект, т.е. как показатели ЭЭГ могут быть использованы для оценки физиологических предпосылок и/ или условий психического развития, глубина изучения и понимания этой проблемы решающим образом зависит от степени проработанности первых двух аспектов изучения ЭЭГ.
13.2.1. Изменения электроэнцефалограммы в онтогенезе
Главная особенность ЭЭГ, делающая ее незаменимым инструментом возрастной психофизиологии, – спонтанный, автономный характер. Регулярная электрическая активность мозга может быть зафиксирована уже у плода, и прекращается только с наступлением смерти. При этом возрастные изменения биоэлектрической активности мозга охватывают весь период онтогенеза от момента ее возникновения на определенном (и пока точно не установленном) этапе внутриутробного развития головного мозга и вплоть до смерти человека. Другое важное обстоятельство, позволяющее продуктивно использовать ЭЭГ при изучении онтогенеза мозга, – возможность количественной оценки происходящих изменений.
Исследования онтогенетических преобразований ЭЭГ весьма многочисленны. Возрастную динамику ЭЭГ изучают в состоянии покоя, в других функциональных состояниях (сон, активное бодрствование и др.), а также при действии разных стимулов (зрительных, слуховых, тактильных). На основании многих наблюдений выделены показатели, по которым судят о возрастных преобразованиях на протяжении всего онтогенеза, как в процессе созревания (см. главу 12.1.1.), так и при старении. В первую очередь это особенности частотно-амплитудного спектра локальной ЭЭГ, т.е. активности, регистрируемой в отдельных точках коры мозга. С целью изучения взаимосвязи биоэлектрической активности, регистрируемой из разных точек коры, используется спектрально-корреляционный анализ (см. главу 2.1.1) с оценкой функций когерентности отдельных ритмических составляющих.
Возрастные изменения ритмического состава ЭЭГ. Наиболее изучены в этом плане возрастные изменения частотно-амплитудного спектра ЭЭГ в разных областях коры мозга. Визуальный анализ ЭЭГ показывает, что у бодрствующих новорожденных в ЭЭГ преобладают медленные нерегулярные колебания частотой 1 – 3 Гц амплитудой по 20 мкВ. В спектре частот ЭЭГ у них, однако, присутствуют частоты в диапазоне от 0,5 до 15 Гц. Первые проявления ритмической упорядоченности появляются в центральных зонах, начиная с третьего месяца жизни. В течение первого года жизни наблюдается нарастание частоты и стабилизации основного ритма электроэнцефалограммы ребенка. Тенденция к нарастанию доминирующей частоты сохраняется и на дальнейших стадиях развития. К 3 годам это уже ритм с частотой 7 – 8 Гц, к 6 годам – 9 – 10 Гц (Фарбер, Алферова, 1972).
Одним из наиболее дискуссионных является вопрос о том, как квалифицировать ритмические составляющие ЭЭГ детей раннего возраста, т.е. как соотносить принятую для взрослых классификацию ритмов по частотным диапазонам (см. главу 2.1.1) с теми ритмическими компонентами, которые присутствуют в ЭЭГ детей первых лет жизни. Существуют два альтернативных подхода к решению этого вопроса.
Первый исходит из того, что дельта-, тета-, альфа- и бета-частотные диапазоны имеют разное происхождение и функциональное значение. В младенчестве более мощной оказывается медленная активность, а в дальнейшем онтогенезе происходит смена доминирования активности от медленных к быстрым частотным ритмическим составляющим. Другими словами, каждая частотная полоса ЭЭГ доминирует в онтогенезе последовательно одна за другой (Garshe, 1954). По этой логике было выделено 4 периода в формировании биоэлектрической активности мозга: 1 период (до 18 мес.) – доминирование дельта-активности, преимущественно в центрально-теменных отведениях; 2 период (1,5 года – 5лет) – доминирование тета-активности; 3 период (6 – 10 лет) – доминирование альфа-активности (лабильная фаза); 4 период (после 10 лет жизни) доминирование альфа-активности (стабильная фаза). В двух последних периодах максимум активности приходится на затылочные области. Исходя из этого, было предложено рассматривать отношение альфа- к тета-активности как показатель (индекс) зрелости мозга (Matousek, Petersen, 1973).
Другой подход рассматривает основной, т.е. доминирующий в электроэнцефалограмме ритм, независимо от его частотных параметров, как онтогенетический аналог альфа-ритма. Основания для такого толкования содержатся в функциональных особенностях доминирующего в ЭЭГ ритма. Они нашли свое выражение в «принципе функциональной топографии» (Kuhlman, 1980). В соответствии с этим принципом идентификация частотного компонента (ритма) осуществляется на основании трех критериев: 1) частоты ритмического компонента; 2) пространственного расположения его максимума в определенных зонах коры мозга; 3) реактивности ЭЭГ к функциональным нагрузкам.
Применяя этот принцип к анализу ЭЭГ младенцев, Т.А.Строганова, показала, что частотный компонент 6 – 7 Гц, регистрируемый в затылочной области, можно рассматривать как функциональный аналог альфа-ритма или как собственно альфа-ритм. Поскольку этот частотный компонент имеет небольшую спектральную плотность в состоянии зрительного внимания, но становится доминирующим при однородном темном поле зрения, что, как известно, характеризует альфа-ритм взрослого человека (Строганова с соавт., 1999).
Изложенная позиция представляется убедительно аргументированной. Тем не менее проблема в целом остается нерешенной, потому что невыяснено функциональное значение остальных ритмических компонентов ЭЭГ младенцев и их соотношение с ритмами ЭЭГ взрослого человека: дельта-, тета- и бета-.
Из вышесказанного становится ясным, почему проблема соотношения тета- и альфа-ритмов в онтогенезе является предметом дискуссий. Тета-ритм по-прежнему нередко рассматривается как функциональный предшественник альфа-, и таким образом признается, что в ЭЭГ детей младшего возраста альфа-ритм фактически отсутствует. Придерживающиеся такой позиции исследователи не считают возможным рассматривать доминирующую в ЭЭГ детей раннего возраста ритмическую активность как альфа-ритм (Шеповальников с соавт., 1979).
Однако независимо от того, как интерпретируются эти частотные составляющие ЭЭГ, возрастная динамика, свидетельствующая о постепенном сдвиге частоты доминирующего ритма в сторону более высоких значений в диапазоне от тета-ритма к высокочастотному альфа-, является неоспоримым фактом (например, рис. 13.1).
Гетерогенность альфа-ритма. Установлено, что альфа-диапазон неоднороден, и в нем в зависимости от частоты можно выделить ряд субкомпонентов, имеющих, по-видимому, разное функциональное значение. Существенным аргументом в пользу выделения узкополосных поддиапазонов альфа служит онтогенетическая динамика их созревания. Три поддиапазона включают: альфа-1 – 7,7 – 8,9 Гц; альфа-2 – 9,3 – 10,5 Гц; альфа-3 – 10,9 – 12,5 Гц (Алферова, Фарбер, 1990). От 4-х до 8 лет доминирует альфа-1, после 10 лет – альфа-2, ив 16 – 17 годам в спектре преобладает альфа-3.
Составляющие альфа-ритма имеют и разную топографию: ритм альфа-1 более выражен задних отделах коры, преимущественно в теменных. Он считается локальным в отличие от альфа-2, который широко распространен в коре, имея максимум в затылочной области. Третий компонент альфа, так называемый мюритм, имеет фокус активности в передних отделах: сенсомоторных зонах коры. Он также имеет локальный характер, поскольку его мощность резко убывает по мере удаления от центральных зон.
Общая тенденция изменений основных ритмических составляющих проявляется в снижении с возрастом выраженности медленной составляющей альфа-1. Этот компонент альфа-ритма ведет себя как тета- и дельта-диапазоны, мощность которых снижается с возрастом, а мощность компонентов альфа-2 и альфа-3, как и бета-диапазона возрастает. Однако бета-активность у нормальных здоровых детей низка по амплитуде и мощности, и в некоторых исследованиях этот частотный диапазон даже не подвергается обработке из-за его относительно редкой встречаемости в нормальной выборке.
Особенности ЭЭГ в пубертате. Прогрессивная динамика частотных характеристик ЭЭГ в подростковом возрасте исчезает. На начальных стадиях полового созревания, когда увеличивается активность гипоталамо-гипофизарной области в глубоких структурах мозга, существенно изменяется биоэлектрическая активность коры больших полушарий. В ЭЭГ возрастает мощность медленно-волновых составляющих, в том числе альфа-1, и уменьшается мощность альфа-2 и альфа-3.
В период пубертата заметно выступают различия в биологическом возрасте, особенно между полами. Например, у девочек 12 – 13 лет (переживающих II и III стадии полового созревания) ЭЭГ характеризуется большей по сравнению с мальчиками выраженностью мощности тета-ритма и альфа-1 компонента. В 14 – 15 лет наблюдается противоположная картина. У девочек проходят завершающие (ТУ и У) стадии пубертата, когда снижается активность гипоталамо-гипофизарной области, и постепенно исчезают отрицательные тенденции в ЭЭГ. У мальчиков в этом возрасте преобладают II и III стадии полового созревания и наблюдаются перечисленные выше признаки регресса.
К 16 годам указанные различия между полами практически исчезают, поскольку большинство подростков входят в завершающую стадию полового созревания. Восстанавливается прогрессивная направленность развития. Частота основного ритма ЭЭГ вновь возрастает и приобретает значения, близкие к взрослому типу.
Особенности ЭЭГ при старении. В процессе старения происходят существенные изменения в характере электрической активности мозга. Установлено, что после 60 лет наблюдается замедление частоты основных ритмов ЭЭГ, в первую очередь в диапазоне альфа-ритма. У лиц в возрасте 17 – 19 лет и 40 – 59 лет частота альфа-ритма одинакова и составляет приблизительно 10 Гц. К 90 годам она снижается до 8,6 Гц. Замедление частоты альфа-ритма называют наиболее стабильным «ЭЭГ-симптомом» старения мозга (Фролькис, 1991). Наряду с этим возрастает медленная активность (дельта- и тета-ритмы), и количество тета-волн больше у лиц с риском развития сосудистой психологии.
Наряду с этим у лиц старше 100 лет – долгожителей с удовлетворительным состоянием здоровья и сохранными психическими функциями – доминантный ритм в затылочной области находится в пределах 8 – 12 Гц.
Региональная динамика созревания. До сих пор, обсуждая возрастную динамику ЭЭГ, мы специально не анализировали проблему региональных различий, т.е. различий, существующих между показателями ЭЭГ разных зон коры в том и другом полушарии. Между тем такие различия существуют, и можно выделить определенную последовательность созревания отдельных зон коры по показателям ЭЭГ.
Об этом, например, говорят данные американских физиологов Хадспета и Прибрама, которые прослеживали траектории созревания (от 1 до 21 года) частотного спектра ЭЭГ разных областей мозга человека. По показателям ЭЭГ они выделили несколько стадий созревания. Так, например, первая охватывает период от 1 года до 6 лет, характеризуется быстрым и синхронным темпом созревания всех зон коры. Вторая стадия длится от 6 до 10,5 лет, причем пик созревания достигается в задних отделах коры в 7,5 лет, после этого ускоренно начинают развиваться передние отделы коры, которые связаны с реализацией произвольной регуляции и контроля поведения.
После 10,5 лет синхронность созревания нарушается, и выделяются 4 независимые траектории созревания. По показателям ЭЭГ центральные области коры мозга – это онтогенетически наиболее рано созревающая зона, а левая лобная, наоборот, созревает позднее всего, с ее созреванием связано становление ведущей роли передних отделов левого полушария в организации процессов переработки информации (Hudspeth, Pribram, 1992). Сравнительно поздние сроки созревания левой фронтальной зоны коры отмечались также неоднократно и в работах Д. А.Фарбер с сотрудниками.
Количественная оценка динамики созревания по показателям
ЭЭГ. Неоднократно предпринимались попытки количественного анализа параметров ЭЭГ с целью выявления имеющих математическое выражение закономерностей их онтогенетической динамики. Как правило, использовались различные варианты регрессионного анализа (линейная, нелинейная и множественная регрессии), которые применялись для оценки возрастной динамики спектров плотности мощности отдельных спектральных диапазонов (от дельта- до бета-) (например, Gasser et al., 1988). Полученные результаты в целом говорят о том, что изменения относительной и абсолютной мощности спектров и выраженности отдельных ритмов ЭЭГ в онтогенезе носят нелинейный характер. Наиболее адекватное описание экспериментальные данные получают при использовании в регрессионном анализе полиномов второй – пятой степени.
Перспективным оказывается применение многомерного шкалирования. Так, например, в одном из недавних исследований была предпринята попытка усовершенствовать метод количественной оценки возрастных изменений ЭЭГ в диапазоне от 0,7 до 78 лет. Многомерное шкалирование спектральных данных из 40 точек коры позволило обнаружить присутствие особого «возрастного фактора», который оказался связан с хронологическим возрастом нелинейно. В результате анализа возрастных изменений спектрального состава ЭЭГ была предложена Шкала Созревания Электрической Активности мозга, определяемая на основе логарифма отношения возраста, предсказываемого по данным ЭЭГ, и хронологического возраста (Wackerman, Matousek, 1998).
В целом, оценка уровня зрелости коры и других структур мозга с использованием метода ЭЭГ имеет очень важный клинико-диагностический аспект, и особую невосполнимую статистическими методами роль в этом по-прежнему играет визуальный анализ индивидуальных записей ЭЭГ. С целью стандартизованной и унифицированной оценки ЭЭГ у детей был разработан особый метод анализа ЭЭГ, базирующийся на структурировании экспертных знаний в области визуального анализа (Мачинская с соавт., 1995).
На рисунке 13.2 представлена общая схема, отражающая ею основные компоненты. Созданная на основе структурной организации знаний специалистов-экспертов данная схема описания ЭЭГ может
быть использована для индивидуальной диагностики состояния ЦНС детей, а также в исследовательских целях при определении характерных особенностей ЭЭГ различных групп испытуемых.
Возрастные особенности пространственной организации ЭЭГ. Эти особенности изучены меньше, чем возрастная динамика отдельных ритмов ЭЭГ. Между тем значение исследований пространственной организации биотоков очень велико по следующим причинам.
Еще в 70-е годы выдающимся отечественным физиологом М.Н.Ливановым было сформулировано положение о высоком уровне синхронности (и когерентности) колебаний биопотенциалов мозга как условии, благоприятствующем возникновению функциональной связи между структурами мозга, которые непосредственно участвуют в системном взаимодействии. Изучение особенностей пространственной синхронизации биопотенциалов коры мозга при разных видах деятельности у взрослых людей показало, что степень дистантной синхронизации биопотенциалов различных зон коры в условиях деятельности возрастает, но довольно избирательно. Увеличивается синхронность биопотенциалов тех зон коры, которые образуют функциональные объединения, участвующие в обеспечении конкретной деятельности.
Следовательно, изучение показателей дистантной синхронизации, отражающих возрастные особенности межзонального взаимодействия в онтогенезе, могут дать новые основания для понимания системных механизмов функционирования мозга, которые, несомненно, играют большую роль в психическом развитии на каждой стадии онтогенеза.
Количественная оценка пространственной синхронизации, т.е. степени совпадения динамики биотоков мозга, регистрируемых в разных зонах коры (взятых попарно), позволяет судить о том, как осуществляется взаимодействие между этими зонами. Изучение пространственной синхронизации (и когерентности) биопотенциалов мозга у новорожденных и младенцев показало, что уровень межзонального взаимодействия в этом возрасте очень низкий. Предполагается, что механизм, обеспечивающий пространственную организацию поля биопотенциалов у детей раннего возраста, еще не развит и постепенно формируется по мере созревания мозга (Шеповальников с соавт., 1979). Из этого следует, что возможности системного объединения коры мозга в раннем возрасте относительно небольшие и постепенно возрастают по мере взросления.
В настоящее время степень межзональной синхронности биопотенциалов оценивают, вычисляя функции когерентности биопотенциалов соответствующих зон коры, причем оценка проводится, как правило, для каждого частотного диапазона отдельно. Так, например, у детей 5-ти лет когерентность вычисляют в тета-полосе, поскольку тета-ритм в этом возрасте является доминирующим ритмом ЭЭГ. В школьном возрасте и старше когерентность вычисляют в полосе альфа-ритма в целом или отдельно для каждой из его составляющих. По мере формирования межзонального взаимодействия начинает отчетливо проявляться общее правило расстояния: уровень когерентности относительно высок между близкими точками коры и снижается при увеличении расстояния между зонами.
Однако на этом общем фоне существуют некоторые особенности. Средний уровень когерентности с возрастом увеличивается, но неравномерно. Нелинейный характер этих изменений иллюстрируют следующие данные: в передних отделах коры уровень когерентности увеличивается от 6 к 9 – 10 годам, затем наблюдается его спад к 12 – 14 годам (в период полового созревания) и вновь увеличение к 16 – 17 годам (Алферова, Фарбер, 1990). Перечисленным, однако, не исчерпываются все особенности формирования межзонального взаимодействия в онтогенезе.
Изучение дистантной синхронизации и функций когерентности в онтогенезе имеет много проблем, одна из них в том, что синхронизация потенциалов мозга (и уровень когерентности) зависит не только от возраста, но и от целого ряда других факторов: 1) функционального состояния испытуемого; 2) характера выполняемой деятельности; 3) индивидуальных особенностей межполушарной асимметрии (профиля латеральной организации) ребенка и взрослого. Исследования в этом направлении немногочисленны, и пока отсутствует четкая картина, описывающая возрастную динамику в формировании дистантной синхронизации и межцентрального взаимо действия зон коры больших полушарий в процессе той или иной деятельности. Однако имеющихся данных достаточно, чтобы утверждать, что системные механизмы межцентрального взаимодействия, необходимые для обеспечения любой психической деятельности, проходят в онтогенезе длительный путь формирования. Его генеральная линия заключается в переходе от относительно малосогласованных региональных проявлений активности, которые, благодаря незрелости проводящих систем мозга, характерны для детей еще в возрасте 7 – 8 лет, к возрастанию степени синхронизации и специфической (в зависимости от характера задания) согласованности в межцентральном взаимодействии зон коры больших полушарий в юношеском возрасте.
| " |
Электроэнцефалография или ЭЭГ является высокоинформативным исследованием функциональных особенностей центральной нервной системы. Посредством данной диагностики устанавливаются возможные нарушения работоспособности ЦНС, и их причины. Расшифровка ЭЭГ у детей и взрослых дает подробное представление о состоянии головного мозга и наличии отклонений. Позволяет выявить отдельные пораженные участки. По результатам определяют неврологический или психиатрический характер патологий.
Прерогативные аспекты и недостатки ЭЭГ-метода
Нейрофизиологи и сами пациенты отдают предпочтение ЭЭГ-диагностике по нескольким причинам:
- достоверность результатов;
- отсутствие противопоказаний по медицинским показателям;
- возможность выполнить исследование в спящем, и даже бессознательном состоянии пациента;
- отсутствие гендерных и возрастных границ для проведения процедуры (ЭЭГ делают как новорожденным, так и людям преклонного возраста);
- ценовая и территориальная доступность (обследование имеет невысокую стоимость и проводится практически в каждой районной больнице);
- незначительные временные затраты на проведение обычной электроэнцефалограммы;
- безболезненность (во время процедуры ребенок может капризничать, но не от боли, а от страха);
- безвредность (закрепленные на голове электроды регистрируют электроактивность мозговых структур, но не оказывают никакого воздействия на мозг);
- возможность проведения многократного обследования для отслеживания динамики назначенной терапии;
- оперативная расшифровка результатов для постановки диагноза.
Кроме того, для проведения ЭЭГ не предусмотрена предварительная подготовка. К недостаткам метода можно отнести возможное искажение показателей по следующим причинам:
- нестабильное психоэмоциональное состояние ребенка на момент исследования;
- подвижность (во время процедуры необходимо соблюдать статичность головы и тела);
- применение медицинских препаратов, оказывающих влияние на деятельность ЦНС;
- голодное состояние (снижение уровня сахара на фоне голода влияет на работу мозга);
- хронические болезни органов зрения.
В большинстве случаев, перечисленные причины можно устранить (провести исследование во время сна, отменить прием медикаментов, обеспечить ребенку психологический настрой). Если врач назначил малышу электроэнцефалографию, игнорировать исследование нельзя.
Диагностика проводится не всем детям, а только по показаниям
Показания для обследования
Показания к назначению функциональной диагностики нервной системы ребенка могут быть трех видов: контрольно-терапевтические, подтверждающие/опровергающие, симптоматические. К первым относятся обязательное исследование после поведенных нейрохирургических операций и контрольно-профилактические процедуры при диагностированной ранее эпилепсии, водянке мозга или аутизме. Вторую категорию представляют врачебные предположения на наличие злокачественных новообразований в головном мозге (ЭЭГ способна выявить атипичный очаг раньше чем, это покажет магнитно-резонансная томография).
Тревожные симптомы, при которых назначается процедура:
- Отставание ребенка в речевом развитии: нарушение произношения из-за функционального сбоя ЦНС (дизартрия), расстройство, утрата речевой деятельности вследствие органического поражения определенных зон головного мозга, отвечающих за речь (афазия), заикание.
- Внезапные, неконтролируемые приступы судорог у детей (возможно, это эпилептические припадки).
- Неконтролируемое опорожнение мочевого пузыря (энурез).
- Чрезмерная подвижность и возбудимость малышей (гиперактивность).
- Бессознательное передвижение ребенка во время сна (лунатизм).
- Сотрясения, ушибы и другие травмы головы.
- Систематические головные боли, головокружения и обмороки, неопределенной природы происхождения.
- Непроизвольные спазмы мышц в ускоренном темпе (нервный тик).
- Неспособность сосредоточиться (рассеянность внимания), снижение умственной активности, расстройство памяти.
- Психоэмоциональные нарушения (беспричинная смена настроения, склонность к агрессии, психозу).
Как получить верные результаты?
ЭЭГ головного мозга у детей дошкольного и младшего школьного возраста, чаще всего, проводится в присутствии родителей (грудничков держат на руках). Специальной подготовки не производиться, родителям следует выполнить несколько несложных рекомендаций:
- Внимательно осмотреть голову ребенка. При наличии незначительных царапин, ранок, расчесов сообщить об этом врачу. Электроды не крепятся на участки с поврежденным эпидермисом (кожей).
- Накормить ребенка. Исследование проводится на сытый желудок, чтобы не смазать показатели. (Из меню нужно исключить сладости, содержащие шоколад, который возбуждает нервную систему). Что касается грудных детей, кормить их необходимо непосредственно перед процедурой в медицинском учреждении. В таком случае малыш спокойно заснет и исследование проведут во время сна.
Грудничкам удобнее проводить исследование во время естественного сна
Важно отменить прием лекарственных препаратов (если малыш получает лечение на постоянной основе, нужно уведомить об этом доктора). Детям школьного и дошкольного возраста нужно объяснить, что им предстоит делать, и для чего. Правильный психологический настрой поможет избежать излишней эмоциональности. С собой разрешается брать игрушки (исключая цифровые гаджеты).
Следует удалить с головы заколки, бантики, вынуть сережки из ушек. Девочкам не заплетать волосы в косы. Если ЭЭГ делается повторно, необходимо взять протокол предыдущего исследования. Перед обследованием у ребенка должны быть вымыты волосы и кожные покровы головы. Одним из условий является хорошее самочувствие маленького пациента. Если ребенок простужен, или имеются другие проблемы со здоровьем, процедуру лучше отложить до полного выздоровления.
Методика проведения
По методу проведения, электроэнцефалограмма близка к электрокардиографии сердца (ЭКГ). В данном случае также используются 12 электродов, которые симметрично располагают на голове в определенных участках. Наложение и крепление датчиков к голове осуществляется в строгом порядке. Кожа головы в местах контакта с электродами обрабатывается гелем. Установленные датчики фиксируются сверху специальной медицинской шапочкой.
Посредством зажимов датчики присоединяются к электроэнцефалографу – прибору, который регистрирует особенности мозговой деятельности, и воспроизводит данные на бумажную ленту в виде графического изображения. Важно, чтобы маленький пациент держал голову прямо на протяжении всего обследования. Временной интервал процедуры вместе с обязательным тестированием составляет около получаса.
Тест на вентиляцию проводится детям с 3 лет. Чтобы контролировать дыхания, ребенку предложат надувать воздушный шарик в течение 2–4-х минут. Это тестирование необходимо для установления возможных новообразований и диагностики эпилепсии скрытого характера. Отклонение в развитии речевого аппарата, психических реакций поможет выявить световое раздражение. Углубленный вариант исследования, производится по принципу суточного мониторинга Холтера в кардиологии.
Шапочка с датчиками не причиняет ребенку боли или дискомфортных ощущений
Шапочку малыш носит на протяжении 24 часов, а расположенный на поясе небольшой прибор, непрерывно фиксирует изменение показателей активности нервной системы в целом и отдельных мозговых структур. Через сутки прибор и шапочку снимают и врач анализирует полученные результаты. Такое исследование имеет принципиальное значение для выявления эпилепсии в исходном периоде ее развития, когда симптомы еще не проявляются часто и ярко.
Расшифровка результатов электроэнцефалограммы
Декодированием полученных результатов должен заниматься только нейрофизиолог или невропатолог высокой квалификации. На графике довольно сложно определить отклонения от нормы, если они не имеют ярко выраженного характера. При этом нормативные показатели могут трактоваться по-разному в зависимости от возрастной категории пациента и состояния здоровья на момент проведения процедуры.
Непрофессиональному человеку правильно разобраться в показателях практически не под силу. Процесс расшифровки результатов может занимать несколько дней, в связи с масштабом анализируемого материала. Врач должен оценить электрическую активность миллионов нейронов. Оценку детской ЭЭГ усложняет то, что нервная система находится в состоянии созревания и активного роста.
Электроэнцефалограф регистрирует основные виды активности детского мозга, отображая их в виде волн, которые оцениваются по трем параметрам:
- Частота волновых колебаний. Изменение состояние волн за секундный интервал времени (колебания) измеряется в Гц (герцах). В заключение фиксируется усредненный показатель, полученный средней активности волн за секунду на нескольких участках графика.
- Размах волновых изменений или амплитуда. Отражает расстояние между противоположными пиками активности волн. Измеряется в мкВ (микровольтах). В протоколе описываются наиболее характерные (часто встречающиеся) показатели.
- Фаза. По данному показателю (количество фаз на одно колебание) определяется текущее состояние процесса или изменения его направленности.
Кроме этого, учитывается ритмичность работы сердца и симметричность активности нейтронов в полушарьях (правом и левом). Основной оценочный показатель мозговой деятельности – это ритм, который генерируется и регулируется наиболее сложным по структуре отделом головного мозга (таламусом). Ритм определяется по форме, амплитуде, регулярности и частоте волновых колебаний.
Виды и нормы ритмов
Каждый из ритмов отвечает за ту, или иную мозговую деятельность. Для декодирования электроэнцефалограммы приняты несколько видов ритмов, обозначающихся буквами греческого алфавита:
- Альфа, Бетта, Гамма, Каппа, Лямбда, Мю – характерные для бодрствующего пациента;
- Дельта, Тета, Сигма – характерные для состояния сна или присутствия патологий.
Расшифровкой результатов занимается квалифицированный специалист
Проявление первого вида:
- α-ритм . Имеет норматив амплитуды до 100 мкВ, частоты – от 8 Гц до 13. Отвечает за спокойное состояние мозга пациента, при котором отмечаются его самые высокие амплитудные показатели. При активизации зрительного восприятия или мозговой деятельности альфа-ритм частично или полностью ингибируется (блокируется).
- β-ритм . Частота колебаний в норме составляет от 13 Гц до 19, симметричная в обоих полушарьях амплитуда – от 3 мкВ до 5. Проявление изменений наблюдается в состоянии психоэмоционального возбуждения.
- γ-ритм . В норме имеет низкую амплитуду до 10 мкВ, частота колебаний варьируется от 120 Гц до 180. На ЭЭГ определяется при повышенной сосредоточенности и умственном напряжении.
- κ-ритм . Цифровые показатели колебаний составляют от 8 Гц до 12.
- λ-ритм . Включается в общую работу мозга при необходимости зрительной концентрации в темноте или с закрытыми глазами. Остановка взгляда в определенной точке λ-ритм блокирует. Имеет частоту от 4 Гц до 5.
- μ-ритм . Характеризуется таким же интервалом, как α-ритм. Проявляется при активизации умственной деятельности.
Проявление второго вида:
- δ-ритм . В норме регистрируются в состоянии глубокого сна или комы. Проявление при бодрствовании может означать раковые или дистрофические изменения в той области мозга, откуда получен сигнал.
- τ-ритм . Колеблется от 4 Гц до 8. Процесс запуска осуществляется в состоянии сна.
- Σ-ритм . Частота колеблется от 10 Гц до 16. Возникает в стадии засыпания.
Совокупность характеристик всех видов мозговой ритмичности определяет биоэлектрическую активность мозга (БЭА). Согласно нормативам, данный оценочный параметр должен характеризоваться, как синхронный и ритмичный. Другие варианты описания БЭА в заключении врача свидетельствуют о нарушениях и патологиях.
Возможные нарушения на электроэнцефалограмме
Нарушение ритмов, отсутствие/присутствие определенных видов ритмичности, асимметрия полушарий указывают на сбои мозговых процессов и наличии заболеваний. Несимметричность на 35% и более может быть признаком кисты или опухоли.
Показатели электроэнцефалограммы для альфа-ритмичности и предварительные диагнозы
| Атипии | Выводы |
| отсутствие стабильности, увеличение частоты | травмы, сотрясения, ушибы головного мозга |
| отсутствие на ЭЭГ | деменция или умственная отсталость (слабоумие) |
| повышенная амплитудность и синхронизация, нехарактерное смещение области активности, ослабленная реакция на энергичность, усиленная ответная реакция на гиперветиляционное тестирование | задержка психомоторного развития ребенка |
| нормальная синхронность при замедлении частоты | замедленные психастенические реакции (тормозная психопатия) |
| укороченная реакция активации, усиление синхронности ритма | нервно-психическое расстройство (неврастения) |
| эпилептическая активность, отсутствие или существенное ослабление ритма и реакций активации | истерический невроз |
Параметры бетта-ритмичности
Параметры δ- и τ-ритмичности
Кроме описанных параметров, учитывается возраст обследуемого ребенка. У младенцев до шестимесячного возраста количественный показатель тета-колебаний непрерывно растет, а дельта-колебаний падает. С полугодовалого возраста эти ритмы стремительно угасают, а альфа-волны, напротив, активно формируются. Вплоть до школы наблюдается стабильная замена тета- и дельта-волн на волны β и α. В пубертатный период активность альфа-ритмов превалирует. Окончательное формирование совокупности волновых параметров или БЭА завершается к совершеннолетию.
Сбои биоэлектрической активности
Относительно стабильная биоэлектроактивность с признаками пароксизма, независимо от области мозга, где это проявляется, свидетельствует о превалировании возбуждения над торможением. Это объясняет наличие систематической головной боли и при неврологическом заболевании (мигрени). Совокупность патологической биоэлектроактивности и пароксизма является одним из признаков эпилепсии.
Пониженная БЭА характеризует депрессивные состояния
Дополнительные параметры
При декодировании результатов во внимание принимаются любые нюансы. Расшифровка некоторых из них следующая. Признаки частого раздражения мозговых структур указывают на нарушение процесса циркуляции крови в головном мозге, недостаточности кровоснабжения. Очаговая анормальная активность ритмов является признаком предрасположенности к эпилепсии и судорожному синдрому. Несоответствие нейрофизиологической зрелости возрасту ребенка говорит о задержке развития.
Нарушение активности волн свидетельствует о перенесенных черепно-мозговых травмах. Преобладание активных разрядов с любой мозговой структуре и их усиление при физическом напряжении может вызывать серьезные нарушения в работе слухового аппарата, органов зрения, спровоцировать кратковременную потерю сознания. У детей с такими проявлениями необходимо строго контролировать спортивные и иные физические нагрузки. Медленный альфа-ритм может быть причиной повышенного мышечного тонуса.
Наиболее распространение диагнозы на основе ЭЭГ
К распространенным заболеваниям, которые диагностируются неврологом у детей после исследования, относятся:
- Опухоль головного мозга различной этиологии (происхождения). Причина патологии остается неясной.
- Черепно-мозговая травма.
- Одновременное воспаление оболочек мозга и мозгового вещества (менингоэнцефалит). Причиной, чаще всего, является инфекция.
- Анормальное скопление жидкости в структурах головного мозга (гидроцефалия или водянка). Патология имеет врожденный характер. Скорее всего, в перинатальный период женщина не проходила обязательные скрининги. Либо аномалия развилась вследствие травмы, полученной младенцем во время родоразрешения.
- Хроническое психоневрологическое заболевание с характерными судорожными приступами (эпилепсия). Провоцирующими факторами являются: наследственность, травма при родах, запущенные инфекции, асоциальное поведение женщины во время вынашивания малыша (наркомания, алкоголизм).
- Кровоизлияние в вещество головного мозга, вследствие разрыва сосудов. Может быть спровоцировано повышенным давлением, травмами головы, закупоркой сосудов холестериновыми наростами (бляшками).
- Детский церебральный паралич (ДЦП). Развитие заболевания начинается во внутриутробном периоде под воздействием неблагоприятных факторов (кислородное голодание, внутриутробные инфекции, воздействие алкогольных или фармакологических токсинов) или травмой головы при родоразрешении.
- Неосознанные передвижения во время сна (лунатизм, сомнамбулизм). Точного объяснения причины не существует. Предположительно, это могут быть генетические отклонения или влияние неблагоприятных природных факторов (если ребенок находился в экологически опасной зоне).
При диагностированной эпилепсии ЭЭГ проводится регулярно
Электроэнцефалография дает возможность установить очаг и разновидность болезни. На графике отличительными признаками будут следующие изменения:
- остроугольные волны с резким подъемом и спадом;
- ярко выраженные медленные остроконечные волны в совокупности с медленными;
- резкое повышение амплитуды на несколько единиц кмВ.
- при тестировании на гипервентиляцию фиксируется сужение и спазмы сосудов.
- при фотостимуляции проявляются несвойственные реакции на тест.
При подозрении на эпилепсии и на контрольном исследовании динамики болезни, тестирование проводят в щадящем режиме, поскольку нагрузка может вызвать эпилептический припадок.
Черепно-мозговая травма
Изменения на графика зависят от степени тяжести полученной травмы. Чем сильнее был удар, тем ярче будут проявления. Несимметричность ритмов указывает на неосложненную травму (легкое сотрясение головного мозга). Нехарактерные δ-волны, сопровождаемые яркими вспышками δ- и τ-ритмичности и разбалансировкой α-ритмичности могут быть признаком кровотечения между мозговой оболочкой и мозгом.
Поврежденная вследствие травмы зона мозга всегда заявляет о себе повышенной активность патологического характера. При исчезновении симптомов сотрясения (тошнота, рвота, сильные головные боли), на ЭЭГ отклонения будут все равно зафиксированы. Если же, наоборот, симптоматика и показатели электроэнцефалограммы ухудшаются, возможным диагнозом будет обширное поражение мозга.
По результатам доктор может рекомендовать или обязать пройти дополнительные диагностические процедуры. В случае необходимости детально обследовать ткани мозга, а не его функциональные особенности, назначается магнитно-резонансная томография (МРТ). При обнаружении опухолевого процесса следует обратиться к компьютерной томографии (КТ). Окончательный диагноз ставит невропатолог, суммируя данные, отраженные в клинико-электроэнцефалографическом заключении и симптоматику пациента.
