Физиологические механизмы психических процессов и состояний
рировал
спонтанный альфа-ритм у здоровых испытуемых и изменение активности мозга у
эпилептиков. Первые вызванные потенциалы с помощью магнитометров были
получены несколько лет спустя.
Сначала для регистрации ЭМП были использованы индукционные катушки с
большим количеством витков. С увеличением их числа чувствительность системы
возрастает. Число витков в первых таких катушках достигало миллиона. Однако
чувствительность их оставалась невысокой и они не регистрировали постоянное
ЭМП. Создание новых магнитометров связано с открытием Б. Джозефсона, за
которое он получил Нобелевскую премию. Работая в области криогенной
технологии со сверхпроводящими материалами, он обнаружил, что между двумя
сверхпроводниками, разделенными диэлектриком, возникает ток, если они
находятся вблизи ЭМП. Эта система реагировала на переменные и постоянные
ЭМП. На основе открытия Б. Джозефсона были созданы СКВИДы —
сверхпроводниковые квантомеханические интерференционные датчики.
Магнитометры, работающие на базе СКВИДа, очень дороги, их необходимо
регулярно заполнять жидким гелием в качестве диэлектрика. Дальнейшее
совершенствование магнитометров связано с разработкой квантовых
магнитометров с оптической накачкой (МОИ). Созданы МОНы, в которых вместо
жидкого гелия используются пары щелочного металла цезия. Это более дешевые
системы, не требующие криогенной техники. В них световой сигнал поступает
по световодам от общего источника и достигает фотодетекторов. Колебания ЭМП
мозга человека модулируют сигнал на фотодетекторах. По его колебаниям судят
об электромагнитных волнах мозга. Каждый магнитометр имеет множество
датчиков, что позволяет получать пространственную картину распределения
ЭМП. Современные магнитометры (СКВИДы и др.) обладают высокой временной и
пространственной разрешающей способностью (до 1 мм и 1 мс).
Магнитоэнцефалограмма (МЭГ) по сравнению с ЭЭГ обладает рядом преимуществ.
Прежде всего это связано с бесконтактным методом регистрации. МЭГ не
испытывает также искажений от кожи, подкожной жировой клетчатки, костей
черепа, твердой мозговой оболочки, крови и др., так как магнитная
проницаемость для воздуха и для тканей примерно одинакова. В МЭГ отражаются
только источники активности, которые расположены тангенциально (параллельно
черепу), так как МЭГ не реагирует на радиально ориентированные источники,
т.е. расположенные перпендикулярно поверхности. Благодаря этим свойствам
МЭГ позволяет определять локализацию только корковых диполей, тогда как в
ЭЭГ суммируются сигналы от всех источников независимо от их ориентации, что
затрудняет их разделение. МЭГ не требует индифферентного электрода и
снимает проблему выбора места для реально неактивного отведения. Для МЭГ,
так же как и для ЭЭГ, существует проблема увеличения соотношения «сигнал-
шум», поэтому усреднение ответов также необходимо. Из-за различной
чувствительности ЭЭГ и МЭГ к источникам активности особенно полезно
комбинированное их использование.
Измерение локального мозгового кровотока
Мозговая ткань не имеет собственных энергетических ресурсов и зависит
от непосредственного притока кислорода и глюкозы, поставляемых через кровь.
Поэтому увеличение локального кровотока может быть использовано в качестве
косвенного признака локальной мозговой активации. Метод разработан в 50-х и
начале 60-х годов. Он основан на измерении скорости вымывания из ткани
мозга изотопов ксенона или криптона (изотопный клиренс) или же атомов
водорода (водородный клиренс). Скорость вымывания радиоактивной метки прямо
связана с интенсивностью кровотока. Чем интенсивнее кровоток в данном
участке мозга, тем быстрее в нем будет накапливаться содержание
радиоактивной метки и быстрее происходить ее вымывание. Увеличение
кровотока коррелирует с ростом уровня метаболической активности мозга.
Регистрация метки производится с помощью многоканальной гамма-камеры.
Используют шлем со специальными сцинтилляционными датчиками (до 254 штук).
Применяют два метода введения изотопов. При инвазивном методе изотоп вводят
в кровяное русло через сонную артерию. Регистрацию начинают через 10 с
после инъекции и продолжают в течение 40-50 с. Недостаток этого метода
состоит в том, что можно исследовать только одно полушарие, которое связано
с той сонной артерией, в которую сделана инъекция. Кроме того, не все
области коры снабжаются кровью через сонные артерии.
Более широкое распространение получил неинвазивный способ измерения
локального кровотока, когда изотоп вводят через дыхательные пути. Человек в
течение 1 мин вдыхает очень малое количество инертного газа ксенона-133, а
затем дышит нормальным воздухом. Через дыхательную систему изотоп попадает
в кровяное русло и достигает мозга. Метка уходит из мозговой ткани через
венозную кровь, возвращается к легким и выдыхается. Скорость вымывания
изотопа в различных точках поверхности полушарий преобразуется в значения
локального кровотока и представляется в виде карты метаболической
активности мозга. В отличие от инвазивного метода в этом случае метка
распространяется на оба полушария.
При измерении водородного клиренса в мозг вживляют ряд металлических
электродов для регистрации сдвига электрохимического потенциала, который
создается подкислением тканей ионами водорода. По его уровню судят об
активности локального участка мозга. Этот метод на человеке применяют в
медицинских целях: для уточнения клинического диагноза при опухолях,
инсультах, травмах.
Пространственное разрешение методов, применяемых для измерения
локального мозгового кровотока, достаточно хорошее: для изотопных датчиков
— 2 см, для измерения водородного клиренса — 250 мкм. Существенным
недостатком этих методов является их низкое временное разрешение. Каждое
измерение длится около 2 мин. Поэтому техника измерения локального
мозгового кровотока хороша для оценки тонических изменений или
характеристики фоновой мозговой активности и малопригодна для изучения ее
динамики.
Компьютерная томография
Одним из самых эффективных методов современной диагностики является
компьютерная томография. Компьютерная томография (KT, CT, CAT scan) – метод
исследования, при котором, как и при других рентгенологических методах,
используются рентгеновские лучи (Х-лучи). Однако, в отличие от обычной
рентгенографии, КТ позволяет получить снимок определенного поперечного слоя
(среза) человеческого тела. При этом организм можно исследовать слоями
шагом в 1 мм. А главное, с помощью КТ можно увидеть структуры, которые не
видны на обычных рентгенограммах. При обычном исследовании рентгеновские
лучи проходят через тело и оставляют след на пленке, затем изображение на
ней расшифровывает врач. Компьютерный томограф позволяет детально осмотреть
органы человека по отдельности. В этом отличие его от рентгеновского
снимка, представляющего собой проекционное изображение, на котором видны не
органы и ткани человека, а лишь их тени, которые накладываются друг на
друга. При КТ лучи попадают на специальную матрицу, передающую информацию в
компьютер, который обрабатывает полученные данные о поглощении Х-лучей
организмом человека и выводит изображение на экран монитора. Таким образом,
фиксируются мельчайшие изменения поглощаемости лучей, что, в свою очередь,
и позволяет увидеть то, что не видно на обычном рентгеновском снимке. Для
усиления «видимости» в организм могут вводиться контрастные вещества,
которые, заполняя определенные пространства, упрощают распознавание тех или
иных патологических процессов.
При компьютерной томографии исследуются в основном три зоны – голова и
шея, грудная и брюшная полости. Нередко прицельно изучается только один
орган или структура. Никакой особой подготовки перед процедурой не
проводится. При плохой переносимости закрытых пространств пациенту за
несколько часов дают успокоительные средства.
Компьютерный томограф представляет собой стол, входящий в куб с большим
круглым окном. Внутри окна находится луч и матрица. Происходит исследование
следующим образом. Пациент лежит на столе, который очень медленно
перемещается внутри вращающегося кольца. На этом кольце с одного края
находится рентгеновская трубка, а с другого цепочка очень чувствительных
детекторов. Постепенно сканер продвигается вдоль тела человека. После
полного оборота излучателя рентгеновских волн и детекторов вокруг
остановившегося стола на экране соединенного с ними компьютера возникает
срез исследуемого органа. Так срез за срезом собирается информация об этом
органе и о его внутреннем содержимом. Как правило, исследование
укладывается в 1 час, а для определенных областей, например только головы
или только шеи, достаточно нескольких минут. Чуть дольше длится
сканирование грудной клетки или органов брюшной полости.
При необходимости используется спиральная компьютерная томография. В
этом случае стол и трубка с детектором движутся непрерывно, и в результате
рентгеновский излучатель описывает спираль вокруг пациента. Это дает более
полную информацию об интересующем органе. Современные компьютерные
программы дают возможность получать трехмерные изображения.
Благодаря высокой информативности и безопасности по сравнению с другими
рентгеновскими методами КТ получила огромное распространение. Наибольшее
значени
| |  скачать работу |
Физиологические механизмы психических процессов и состояний |
