Методы исследования головного мозга человека. Обследование головного мозга. Как проходит МРТ с контрастированием

20.07.2019

1. Введение_____________________________________________________3

2. Методы изучения работы головного мозга

2.1. Электроэнцефалография__________________________________4

2.2. Вызванные потенциалы головного мозга_____________________6

2.3. Топографическое картирование электрической активности мозга (ТКЭАМ)___________________________________________________7

2.4. Компьютерная томография (КТ)____________________________8

Облучение - также один из основных методов лечения. Его можно использовать в качестве дополнительного метода после операции или в качестве основного, где хирургическая эффективность не подходит для локализации, продвинутого или опухолевого типа. Облучение - это метод, который также повреждает здоровые клетки, но они более устойчивы, чем опухолевые клетки. Мы выделяем два основных метода лучевой терапии: источник излучения находится вне тела пациента и внутри, когда радиоактивный материал передается в хирургии черепа в опухоль или ее кровать.

2.5. Нейрональная активность_________________________________10

2.6. Методы воздействия на мозг______________________________12

3. Заключение__________________________________________________14

4. Использованные источники_____________________________________15

  1. Введение.

Анатомия и морфология головного мозга – древняя наука. В названиях структур головного мозга сохранены имена древних анатомов – Виллизия, Сильвия, Роланда и многих других. Головной мозг человека состоит из больших полушарий – высшего центра его психической деятельности. Это самая большая часть нашего головного мозга. Промежуточный мозг состоит из двух неравноценных частей: таламуса, который является своеобразным распределителем (коллектором) сигналов, направляющихся к областям коры, в том числе сигналов от органов зрения, слуха и др., и гипоталамуса (расположенного под таламусом), который «заведует» в нашем организме вегетативными (обеспечивающими «растительную» жизнь нашего организма) функциями. Благодаря гипоталамусу происходят рост и созревание (в том числе половое) нашего организма, поддерживается постоянство внутренней среды, например поддержание температуры тела, выведение из организма шлаков, потребление пищи и воды и многие другие процессы.

В Чешской Республике облучение помещений практически не используется, а доминирующим является облучение. Внешнее излучение - излучение поступает извне облучающего устройства в мозг. Врач - радиолокатор четко определен заранее, насколько велика область облучения, насколько велика доза облучения и сколько будет проводиться радиация сеанса. Все определяется в зависимости от размера опухоли, ее типа, локализации и общего состояния пациента. Продолжительность излучения обычно составляет от трех до шести недель.

В это время пациент, подвергающийся стандартным облучениям, направляется в комнату облучения пять раз в неделю. Продолжительность одной суточной дозы составляет приблизительно 3-6 минут. Для того, чтобы поле облучения всегда было одинаковым, так что одна и та же часть мозга всегда облучается, голова закрепляется в пластиковой маске.

Наконец, заднюю часть головного мозга занимает мозговой ствол, который, в свою очередь, состоит из ряда отделов: среднего мозга, моста и продолговатого мозга. Эти структуры принимают участие в осуществлении сложнейших функций организма – поддержании уровня кровяного давления, дыхании, установке взора, регулировании цикла сон–бодрствование, в проявлении ориентировочных реакций и многих других. Из мозгового ствола выходят 10 пар черепных нервов, благодаря деятельности которых осуществляется множество функций: регуляции функций сердца и дыхания, деятельность лицевой мускулатуры, восприятие сигналов из внешнего мира и внутренней среды. Всю сердцевину мозгового ствола занимает ретикулярная (сетчатая) формация. Деятельность этой структуры определяет цикл сон–бодрствование, нарушение ее целостности приводит к грубым нарушениям сознания, которое врачи называют комой. Над мостом находится мозжечок, или малый мозг.

Стереотаксическая радиохирургия - форма внешнего облучения, предназначенная для интенсивного лечения небольших опухолей. Используя специальное устройство таргетинга и фиксации, относительно высокая доза облучения может быть отдана маленькому пораженному участку с минимальным риском повреждения окружающих здоровых тканей.

Побочные эффекты радиации - в общем, мы можем разделить их как рано, так и поздно. Повышенная усталость, слабость, головная боль, потеря аппетита, а иногда и рвота относятся к ранним. Когда облучение завершено, эти проблемы исчезают. Общим побочным эффектом является выпадение волос, которое происходит после примерно двух-трех недель облучения и ограничено облученным полем. Выпадение волос обычно является временным, но при более высоких дозах облучения он также может быть постоянным. Поздние побочные эффекты включают нарушения памяти и концентрацию, происходящие через 1-3 года после облучения и сохраняющиеся в течение длительного времени.

Мозжечок у человека (в дословном переводе мозжечок это – малый мозг) состоит из полушарий и соединяющего их червя. Функции мозжечка многообразны, его поражение вызывает расстройства в регуляции движений: человек неспособен совершать правильную последовательность движений отдельных частей своего тела, при ходьбе не успевает перемещать центр тяжести, походка становится неуверенной, он может упасть на ровном месте. Самой каудальной (от cauda – хвост, задний отдел) частью ЦНС (центральной нервной системы) является спинной мозг.

Химиотерапия. Значительный терапевтический эффект оказывает только на некоторые опухоли головного мозга, большинство опухолей являются взаимодополняющими. В некоторых случаях его можно назначать вместе с облучением для усиления его эффекта, но ценой больших побочных эффектов. Он преимущественно используется в рецидивирующих опухолях после истощения операции или облучения. Эффективность и выбор химиотерапии также ограничены ее прохождением через гематоэнцефалический барьер. Некоторые цитотоксические препараты вводят в виде таблеток, в другом - в виде инъекций или инфузий.

Спинной мозг человека состоит более чем из трех десятков сегментов и заключен в позвоночник. Каждому сегменту примерно соответствует позвонок. Основная функция спинного мозга – передача к частям тела сигналов от вышележащих отделов центральной нервной системы, а также направление сигналов от соответствующих частей тела к вышележащим отделам мозга. Спинной мозг способен также к довольно сложной самостоятельной деятельности. На уровне спинного мозга осуществляются весьма сложные вегетативные рефлексы, определяющие мочеиспускание, дефекацию, потоотделение, покраснение кожи и многие другие. На уровне отдельных сегментов спинного мозга могут осуществляться рефлексы, участвующие в управлении движениями, например коленный, ахиллов и др. Спинной мозг дает начало вегетативной нервной автономной системе, деятельность которой весьма важна для защиты организма от неблагоприятных воздействий – холода, перегрева, кровопотери и т.п.

Побочные эффекты химиотерапии - ее также можно разделить на ранние и поздние - в некоторых цитостатических средствах, например на бесплодие. Лечение метастазов в мозге - это обширная глава, но, учитывая частоту возникновения, было бы ошибкой полностью игнорировать эту область. Мозг может метастазировать любую злокачественную опухоль в организме. Некоторые опухоли метастазируют реже, другие - больше. Симптомы метастазов в мозг и обследования в основном не отличаются от первичных опухолей головного мозга.

Терапевтические методы в основном одинаковы. Дело в том, что методы будут использоваться для лечения, в каком порядке и с какой интенсивностью определяет частоту метастазов, их размер, расположение, размер и гистологического типа основного заболевания и особенно общего состояния пациента. Например, в одном или двух хорошо локализованных метастазов в болезни, которая в противном случае под контролем или лечения потенциально модифицируемых скважины, можно рассматривать радикальные решения - целевой хирургии или радиации.

  1. Методы изучения работы головного мозга.

Рассмотрим подробнее методы изучения работы головного мозга

2.1. Электроэнцефалография

Электроэнцефалография - метод исследования деятельности головного мозга животных и человека; основан на суммарной регистрации биоэлектрической активности отдельных зон, областей, долей мозга. Электроэнцефалография применяется в современной нейрофизиологии, а также в нейропатологии и психиатрии.

Что касается множественных метастазов, первичное заболевание распространяется на другие органы, лечение потенциально неуправляемой, то, как правило, рекомендованная лучевой терапии и целых симптомов мозга. В этом случае операция будет непропорционально обременена пациентом и не продлит его жизнь. Поэтому этот вопрос является довольно сложным, связано со многими обстоятельствами, поэтому необходимо проконсультироваться с вашим врачом - онкологом и выбрать метод, потенциал выгоды значительно перевешивают риски и трудности для пациента.

Работа мозга сопровождается электрической активностью, которую можно записать в виде электроэнцефалограмм.

Электрическая активность мозга мала и выражается в миллионных долях вольта; её можно зарегистрировать лишь при помощи специальных высокочувствительных приборов и усилителей, которые называются электроэнцефалографами. Регистрация ЭЭГ осуществляется наложением на голову металлических пластинок (электродов), которые соединяют проводами с входом аппарата.

В некоторых случаях не следует выбирать «просто симптоматическое лечение». Для простоты понимания можно разделить сопутствующие трудности на две группы. Первый связан с наличием и ростом собственной опухоли, другой - с побочными эффектами лечения. Отек мозга - вызвано накоплением жидкости вокруг опухоли и значительно способствует увеличению внутричерепного давления со всеми его последствиями. Повышенная опухоль также возникает после операции и облучения. Основными препаратами для разбухания мозга являются кортикоиды и острое краткосрочное лечение Манитола.

Электроды бываю нескольких разновидностей:

  1. мостовые - применяются при обследовании пациентов, способных определенное время находится в состоянии сидя или полулежа и выполнять команды нейрофизиолога (обычно взрослых или детей старше 3-5 лет, находящихся в сознании и поддерживающих контакт с окружающими);
  2. чашечковые - применяются для обследования маленьких детей, больных с нарушением сознания, при долговременных записях и исследовании ЭЭГ сна. Имеют форму диска с приподнятыми краями, крепящегося к покровам головы при помощи специальной шапочки;
  3. игольчатые - применяются во время хирургических операций для оценки состояния нервной системы и глубины наркоза. Вкалываются непосредственно в покровы головы пациента. При нейрохирургических операциях на головном мозге электроды устанавливаются непосредственно в мозговую ткань. На выходе получается графическое изображение колебаний разности биоэлектрических потенциалов живого мозга.

ЭЭГ совершенно безвредно и безболезненно. Пациент во время обследования сидит в кресле или лежит на кушетке с закрытыми глазами. Для проведения ЭЭГ на голове прикрепляются с помощью специального шлема маленькие электроды, которые соединяются проводами с электроэнцефалографом. Аппарат усиливает потенциалы, полученные с датчиков, в сотни тысяч раз и записывает их на бумагу или в память компьютера.

Длительное применение кортикостероидов имеет ряд побочных эффектов, таких как, например, отек лица, повышенное кровяное давление, возможность развития диабета, новые или ухудшение остеопороза и т.д. то соответствующие дозы этих препаратов постепенно после операции или радиации, чтобы уменьшить и, если возможно, даже прекращено, Если с течением времени возникнут проблемы с отеком, возобновится лечение кортикостероидами.

Эпилепсия - эпилептические припадки очень неприятны и могут угрожать человеку при определенных обстоятельствах. Лекарства, которые используются для лечения эпилепсии, называются противоэпилептиками и используются неврологом. Для того, чтобы лечение было эффективным, лекарство должно быть хорошо распределено. Это делается путем регулярных анализов крови, чтобы определить уровень препарата и отрегулировать дозировку в соответствии со значением.

Если исследование проводится ребенку, то ему необходимо объяснить что его ждет во время исследования и убедить в его безболезненности.

Пациент перед исследованием не должен испытывать чувство голода, так как это может вызывать изменения на ЭЭГ. Голова перед ЭЭГ должна быть чисто вымыта - это позволит добиться лучшего контакта электродов с кожей головы и получения более достоверных результатов исследования. С детьми дошкольного возраста необходимо потренироваться в надевании «шлема» (игра в космонавта, танкиста и т.п.) и пребывании в неподвижном состоянии с закрытыми глазами, а также научить глубоко и часто дышать.

Ход заболевания после первичного лечения и лечения рецидива опухоли

Рвота - может быть связано с повышенным внутричерепным давлением, которое помогает терапии кортикостероидами, и лечение, которое может помочь анти-рвота лекарства, которые прописывают ваш онколог, радиотерапевт, событие. врач общей практики. В течение этого периода он регулярно клинически исследуется, методы визуализации выполняются через определенные промежутки времени в соответствии с неврологическим событием. Целью этих регулярных контролей является прежде всего выявление раннего рецидива и контроля симптомов заболевания.

Если во время ЭЭГ у пациента случится приступ, то результативность исследования намного возрастает, так как можно будет более точно выявить место нарушения электрической активности мозга. Однако, учитывая интересы безопасности пациента, специально судорожные приступы не провоцируются. Иногда перед ЭЭГ-исследованием больные не принимают лекарства. Этого не следует делать.

В случае рецидива опухоли, прежде всего, рассматривается повторная операция или повторный осмотр. Оба эти метода имеют некоторые положительные и отрицательные аспекты. Состояние всегда оценивается комплексно, с учетом возраста пациента, общего состояния, связанных заболеваний, размера и местоположения рецидива, типа опухоли и предыдущего лечения. Повторная операция обычно не столь радикальна, большая часть опухоли обычно удаляется. Повторное облучение значительно ограничено предыдущей дозой излучения, поскольку каждая ткань имеет определенный порог излучения.

ЭЭГ-исследование проводит специально обученный невропатолог, иногда его называют электроэнцефалографистом или нейрофизиологом. Он описывает результаты исследования, и дает свое заключение. Однако поставить окончательный диагноз без более полных клинических данных нейрофизиолог не может. Многие изменения ЭЭГ могут являться неспецифическими, т.е. их точная интерпретация возможна только с учетом клинической картины болезни и иногда после дополнительного обследования.

Когда этот предел превышен, раздражение ткани, в том числе здоровое, мертво, и это может привести к необратимому повреждению части мозга со всеми последствиями. В случае небольшого рецидивизма до 3 см, хорошей локализации и общего удовлетворительного состояния пациента, можно рассмотреть одноразовую более высокую дозу - стереотаксическую радиохирургию. Как нейрохирургия, так и лучевая терапия могут существенно повлиять на симптомы рецидива в случае рецидива, они могут продлить жизнь пациента, в зависимости от типа опухоли.

Если операция и облучение исчерпаны, химиотерапия рассматривается в состоянии пациента. Эффект этого лечения также сильно варьируется в зависимости от типа опухоли, но в большинстве случаев он, к сожалению, ограничен. Открытый вопрос на будущее - это возможность использования новых препаратов под названием «биологическая терапия», которая основана на блокировании структур клеток-мишеней, которые необходимы для клеточной пролиферации. Для опухолей головного мозга это лечение еще не является стандартным и все еще продолжается в клинических испытаниях.

Диагностическая ценность ЭЭГ

В последнее время электроэнцефалографии часто противопоставляются новые, высокотехнологичные методы для отображения мозговой активности, типа позитронно-эмиссионной или функциональной магнитно-резонансной томографии (ПЭТ и фМРТ). Эти методы обеспечивают детализированное изображение структур мозга, включаемых в функционирование в норме или при повреждении патологическими процессами.

Возможно, что лечение не соответствует ожидаемым результатам или что его побочные эффекты перевешивают потенциальную выгоду. В этих случаях в сотрудничестве с лечащим врачом необходимо решить, следует ли продолжать лечение. Если это произойдет, и лечение от рака будет закончено, нет необходимости беспокоиться о том, что уход за пациентами завершен. Напротив, он продолжает лечить симптомы заболевания в тесном сотрудничестве с практиком и компонентом ухода на дому.

Опухоль головного мозга является серьезной проблемой для пациента и его окружения. Не всегда можно предсказать степень успешности лечения и возвращение пациента к нормальной жизни. Ожидаемая продолжительность жизни пациентов с опухолями головного мозга зависит от многих обстоятельств. Одним из наиболее важных факторов является гистологический тип опухоли, возможность ее радикального удаления хирургическим путем или радиацией, чувствительность к химиотерапии. Существуют опухоли, которые сегодня можно лечить и излечивать, такие как менингеомы, аденомы гипофиза, опухоли зародышевой линии и другие.

Каковы же преимущества ЭЭГ? Некоторые из них очевидны: ЭЭГ довольно проста в использовании, дешева и не связана с воздействием на испытуемого (неинвазивна). ЭЭГ может быть зарегистрирована около кровати пациента и использоваться для контроля стадии эпилепсии, длительного мониторинга мозговой активности. Но имеется еще одно, не такое очевидное, но очень ценное преимущество ЭЭГ. Фактически, ПЭТ и фМРТ основаны на измерении вторичных метаболических изменений в ткани мозга, а не первичных (то есть электрических процессов в нервных клетках). ЭЭГ может показать один из основных параметров работы нервной системы - свойство ритмичности, которое отражает согласованность работы разных структур мозга. Следовательно, при записи электрической (а также магнитной) энцефалограммы, нейрофизиолог имеет доступ к фактическим механизмам обработки информации мозга. Это помогает обнаружить схему процессов, задействованных мозгом, показывая не только «где», но и «как» информация обработана в мозге. Именно эта возможность делает ЭЭГ уникальным и, безусловно, ценным методом диагностики. Электроэнцефалографические обследования позволяют раскрыть, как человеческий мозг использует свои функциональные резервы.

С другой стороны, у нас есть группа опухолей головного мозга, где, несмотря на большие усилия и достижения в области онкологии, вероятность лечения незначительна. Но при лечении мы можем продлить жизнь или, по крайней мере, облегчить симптомы заболевания. Вам следует проконсультироваться с врачом о конкретных вариантах лечения, их результатах, возможных побочных эффектах и ​​прогнозах. Проблема очень сложная, в зависимости от многих обстоятельств, которые невозможно полностью охватить в этом кратком заявлении.

В свое время единственный способ узнать, какую роль играет определенная часть мозга, - это наблюдать за пациентом с поврежденной или хирургически удаленной определенной частью его мозга и последующей посмертной секцией. Это был косвенный способ вывода функции определенной области мозга. Прорыв в исследованиях пришел с изобретением и применением современных технологий. Они позволили им, наконец, взглянуть на рабочий мозг или мозг живого человека. Это дало исследователям возможность наблюдать за его работой как «на лету» при выполнении конкретных умственных операций.

Условия регистрации и способы анализа ЭЭГ. В стационарный комплекс для регистрации ЭЭГ и ряда других физиологических показателей входит звукоизолирующая экранированная камера, оборудованное место для испытуемого, моногоканальные усилители, регистрирующая аппаратура (чернилопишущий энцефалограф, многоканальный магнитофон). Обычно используется от 8 до 16 каналов регистрации ЭЭГ от различных участков поверхности черепа одновременно. Анализ ЭЭГ осуществляется как визуально, так и с помощью ЭВМ. В последнем случае необходимо специальное программное обеспечение.

2.2. Вызванные потенциалы головного мозга

Вызванные потенциалы (ВП) - биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его действия. У человека ВП обычно включены в ЭЭГ, но на фоне спонтанной биоэлектрической активности трудно различимы (амплитуда одиночных ответов в несколько раз меньше амплитуды фоновой ЭЭГ). В связи с этим регистрация ВП осуществляется специальными техническими устройствами, которые позволяют выделять полезный сигнал из шума путем последовательного его накопления, или суммации. При этом суммируется некоторое число отрезков ЭЭГ, приуроченных к началу действия раздражителя.

Широкое использование метода регистрации ВП стало возможным в результате компьютеризации психофизиологических исследований в 50-60 гг. Первоначально его применение в основном было связано с изучением сенсорных функций человека в норме и при разных видах аномалий. Впоследствии метод стал успешно применяться и для исследования более сложных психических процессов, которые не являются непосредственной реакцией на внешний стимул.

Способы выделения сигнала из шума позволяют отмечать в записи ЭЭГ изменения потенциала, которые достаточно строго связаны во времени с любым фиксированным событием. В связи с этим появилось новое обозначение этого круга физиологических явлений - событийно-связанные потенциалы (ССП).

Примерами здесь служат:

колебания, связанные с активностью двигательной коры (моторный потенциал, или потенциал, связанный с движением);

потенциал, связанный с намерением произвести определенное действие (так называемая Е-волна);

потенциал, возникающий при пропуске ожидаемого стимула.

2.3. Топографическое картирование электрической активности мозга (ТКЭАМ)

ТКЭАМ - топографическое картирование электрической активности мозга - область электрофизиологии, оперирующая с множеством количественных методов анализа электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов. Широкое применение этого метода стало возможным при появлении относительно недорогих и быстродействующих персональных компьютеров. Топографическое картирование существенным образом повышает эффективность ЭЭГ-метода. ТКЭАМ позволяет очень тонко и дифференцированно анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с видами выполняемой испытуемым психической деятельности. Однако, следует подчеркнуть, что метод картирования мозга является не более чем очень удобной формой представления на экране дисплея статистического анализа ЭЭГ и ВП.

Сам метод картирования мозга можно разложить на три основные составляющие:

Регистрацию данных;

Анализ данных;

Представление данных.

Регистрация данных. Используемое число электродов для регистрации ЭЭГ и ВП, как правило, варьирует в диапазоне от 16 до 32, однако в некоторых случаях достигает 128 и даже больше. При этом большее число электродов улучшает пространственное разрешение при регистрации электрических полей мозга, но сопряжено с преодолением больших технических трудностей.

Для получения сравнимых результатов используется система "10-20", при этом применяется в основном монополярная регистрация.

Важно, что при большом числе активных электродов можно использовать лишь один референтный электрод, т.е. тот электрод, относительно которого регистрируется ЭЭГ всех остальных точек постановки электродов. Местом приложения референтного электрода служат мочки ушей, переносица или некоторые точки на поверхности скальпа (затылок, вертекс). Существуют такие модификации этого метода, которые позволяют вообще не использовать референтный электрод, заменяя его значениями потенциала, вычисленными на компьютере.

Анализ данных. Выделяют несколько основных способов количественного анализа ЭЭГ: временной, частотный и пространственный.

Временный представляет собой вариант отражения данных ЭЭГ и ВП на графике, при этом время откладывается по горизонтальной оси, а амплитуда - по вертикальной. Временной анализ применяют для оценки суммарных потенциалов, пиков ВП, эпилептических разрядов.

Частотный анализ заключается в группировке данных по частотным диапазонам: дельта, тета, альфа, бета.

Пространственный анализ сопряжен с использованием различных статистических методов обработки при сопоставлении ЭЭГ из разных отведений. Наиболее часто применяемый способ - это вычисление когерентности.

2.4. Компьютерная томография (КТ)

Компьютерная томография (КТ) - новейший метод, дающий точные и детальные изображения малейших изменений плотности мозгового вещества. КТ соединила в себе последние достижения рентгеновской и вычислительной техники, отличаясь принципиальной новизной технических решений и математического обеспечения.

Главное отличие КТ от рентгенографии состоит в том, что рентген дает только один вид части тела. При помощи компьютерной томографии можно получить множество изображений одного и того же органа и таким образом построить внутренний поперечный срез, или "ломтик" этой части тела. Томографическое изображение - это результат точных измерений и вычислений показателей ослабления рентгеновского излучения, относящихся только к конкретному органу.

Таким образом, метод позволяет различать ткани, незначительно отличающиеся между собой по поглощающей способности. Измеренные излучение и степень его ослабления получают цифровое выражение. По совокупности измерений каждого слоя проводится компьютерный синтез томограммы. Завершающий этап - построение изображения исследуемого слоя на экране дисплея. Для проведения томографических исследований мозга используется прибор нейротомограф.

Помимо решения клинических задач (например, определения местоположения опухоли) с помощью КТ можно получить представление о распределении регионального мозгового кровотока. Благодаря этому КТ может быть использована для изучения обмена веществ и кровоснабжения мозга.

В ходе жизнедеятельности нейроны потребляют различные химические вещества, которые можно пометить радиоактивными изотопами (например, глюкозу). При активизации нервных клеток кровоснабжение соответствующего участка мозга возрастает, в результате в нем скапливаются меченые вещества и возрастает радиоактивность. Измеряя уровень радиоактивности различных участков мозга, можно сделать выводы об изменениях активности мозга при разных видах психической деятельности. Последние исследования показали, что определение максимально активизированных участков мозга может осуществляться с точностью до 1 мм.

Ядерно-магнитно-резонансная томография мозга. Компьютерная томография стала родоночальницей ряда других еще более совершенных методов исследования: томографии с использованием эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томография), позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ), функционального магнитного резонанса (ФМР). Эти методы относятся к наиболее перспективным способам неинвазивного совмещенного изучения структуры, метаболизма и кровотока мозга.

При ЯМР-томографии получение изображения основано на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. Полученные посредством ЯМР-томографии изображения дают информацию об изучаемых структурах головного мозга не только анатомического, но и физико-химического характера. Помимо этого преимущество ядерно-магнитного резонанса заключается в отсутствии ионизирующего излучения; в возможности многоплоскостного исследования, осуществляемого исключительно электронными средствами; в большей разрешающей способности. Другими словами, с помощью этого метода можно получить четкие изображения "срезов" мозга в различных плоскостях.

Позитронно-Эмиссионная трансаксиальная Томография (ПЭТ-сканеры) сочетает возможности КТ и радиоизотопной диагностики. В ней используются ультра короткоживущие позитрон излучающие изотопы ("красители"), входящие в состав естественных метаболитов мозга, которые вводятся в организм человека через дыхательные пути или внутривенно. Активным участкам мозга нужен больший приток крови, поэтому в рабочих зонах мозга скапливается больше радиоактивного "красителя". Излучения этого "красителя" преобразуют в изображения на дисплее.

С помощью ПЭТ измеряют региональный мозговой кровоток и метаболизм глюкозы или кислорода в отдельных участках головного мозга. ПЭТ позволяет осуществлять прижизненное картирование на "срезах" мозга регионального обмена веществ и кровотока.

В настоящее время разрабатываются новые технологии для изучения и измерения происходящих в мозге процессов, основанные, в частности, на сочетании метода ЯМР с измерением мозгового метаболизма при помощи позитронной эмиссии. Эти технологии получили название метода функционального магнитного резонанса (ФМР).

2.5. Нейрональная активность

Нейрон - нервная клетка, через которую передается информация в организме, представляет собой морфофункциональную единицу ЦНС человека и животных. При достижении порогового уровня возбуждения, поступающего в нейрон из разных источников, он генерирует разряд, называемый потенциалом действия. Как правило, нейрон должен получить много приходящих импульсов прежде, чем в нем возникнет ответный разряд. Все контакты нейрона (синапсы) делятся на два класса: возбудительные и тормозные. Активность первых увеличивает возможность разряда нейрона, активность вторых - снижает. По образному сравнению, ответ нейрона на активность всех его синапсов представляет собой результат своеобразного "химического голосования". Частота ответов нейрона зависит от того, как часто и с какой интенсивностью возбуждаются его синаптические контакты, но здесь есть свои ограничения. Генерация импульсов (спайков) делает нейрон недееспособным примерно на 0,001 с. Этот период называется рефрактерным, он нужен для восстановления ресурсов клетки. Период рефрактерности ограничивает частоту разрядов нейронов. Частота разрядов нейронов колеблется в широких пределах, по некоторым данным от 300 до 800 импульсов в секунду.

Регистрация ответов нейронов. Активность одиночного нейрона регистрируется с помощью так называемых микроэлектродов, кончик которых имеет от 0,1 до 1 микрона в диаметре. Специальные устройства позволяют вводить такие электроды в разные отделы головного мозга, в таком положении электроды можно зафиксировать и, будучи соединены с комплексом усилитель - осциллограф, они позволяют наблюдать электрические разряды нейрона.

С помощью микроэлектродов регистрируют активность отдельных нейронов, небольших ансамблей (групп) нейронов и множественных популяций (т.е. сравнительно больших групп нейронов). Количественная обработка записей импульсной активности нейронов представляет собой довольно сложную задачу особенно в тех случаях, когда нейрон генерирует множество разрядов и нужно выявить изменения этой динамики в зависимости от каких-либо факторов. С помощью ЭВМ и специального программного обеспечения оцениваются такие параметры, как частота импульсации, частота ритмических пачек или группирования импульсов, длительность межстимульных интервалов и др. Анализ функциональных характеристик активности нейронов в сопоставлении с поведенческими реакциями проводится на достаточно длительных отрезках времени от 25-30 с и выше.

Исследования активности нейронов головного мозга человека осуществляются в клинических условиях, когда пациентам с лечебными целями вводят в мозг специальные микроэлектроды. В ходе лечения для полноты клинической картины больные проходят психологическое тестирование, в процессе которого регистрируется активность нейронов. Исследование биоэлектрических процессов в клетках, сохраняющих все свои связи в мозге, позволяет сопоставлять особенности их активности, с результатами психологических проб, с одной стороны, а также с интегративными физиологическими показателями (ЭЭГ, ВП, ЭМГ и др.)

Последнее особенно важно, потому что одной из задач изучения работы мозга является нахождение такого метода, который позволил бы гармонически сочетать тончайший анализ в изучении деталей его работы с исследованием интегральных функций. Знание законов функционирования отдельных нейронов, конечно, совершенно необходимо, но это только одна сторона в изучении функционирования мозга, не вскрывающая, однако, законов работы мозга как целостной функциональной системы.

2.6. Методы воздействия на мозг

Выше были представлены методы, общая цель которых - регистрация физиологических проявлений и показателей функционирования головного мозга человека и животных. Наряду с этим исследователи всегда стремились проникнуть в механизмы мозга, оказывая на него прямое или косвенное воздействие и оценивая последствия этих воздействий. Для психофизиолога использование различных приемов стимуляции - прямая возможность моделирования поведения и психической деятельности в лабораторных условиях.

Сенсорная стимуляция. Самый простой способ воздействия на мозг - это использование естественных или близких к ним стимулов (зрительных, слуховых, обонятельных, тактильных и пр.). Манипулируя физическими параметрами стимула и его содержательными характеристиками, исследователь может моделировать разные стороны психической деятельности и поведения человека.

Диапазон применяемых стимулов весьма широк:

В сфере зрительного восприятия - от элементарных зрительных стимулов (вспышки, шахматные поля, решетки) до зрительно предъявляемых слов и предложений, с тонко дифференцируемой семантикой;

В сфере слухового восприятия - от неречевых стимулов (тонов, щелчков) до фонем, слов и предложений.

При изучении тактильной чувствительности применяется стимуляция: механическая и электрическими стимулами, не достигающими порога болевой чувствительности, при этом раздражение может наноситься на разные участки тела.

Реакции ЦНС на такое воздействие изучены хорошо и путем регистрации активности нейронов, и методом вызванных потенциалов. Помимо сказанного, в психофизиологии широко используются приемы ритмической стимуляции светом или звуком, вызывающие эффекты навязывания - воспроизведения в спектре ЭЭГ частот, соответствующих частоте действующего стимула (или кратных этой частоте).

Электрическая стимуляция мозга является плодотворным методом изучения функций его отдельных структур. Она осуществляется через введенные в мозг электроды в "острых" опытах на животных или во время хирургических операций на мозге у человека. Кроме того, возможна стимуляция и в условиях длительного наблюдения с помощью предварительно вживленных оперативным путем электродов. При хронически вживленных электродах можно изучать особый феномен электрической самостимуляции, когда животное с помощью какого-нибудь действия (нажатия на рычаг) замыкает электрическую цепь и таким образом регулирует силу раздражения собственного мозга. У человека электрическая стимуляция мозга применяется для изучения связи между психическими процессами и функциями и отделами мозга. Так, например, можно изучать физиологические основы речи, памяти, эмоций.

В лабораторных условиях используется метод микрополяризации, суть которого состоит в пропускании слабого постоянного тока через отдельные участки коры головного мозга. При этом электроды прикладываются к поверхности черепа в области стимуляции. Локальная микрополяризация не разрушает ткань мозга, а лишь оказывает влияние на сдвиги потенциала коры в стимулируемом участке, поэтому она может быть использована в психофизиологических исследованиях.

Наряду с электрической допустима стимуляция коры мозга человека слабым электромагнитным полем. Основу этого метода составляет принципиальная возможность изменения характеристик деятельности ЦНС под влиянием контролируемых магнитных полей. В этом случае также не оказывается разрушающего воздействия на клетки мозга. В то же время, по некоторым данным, воздействие электромагнитным полем ощутимо влияет на протекание психических процессов, следовательно, этот метод представляет интерес для психофизиологии.

Разрушение участков мозга. Повреждение или удаление части головного мозга для установления ее функций в обеспечении поведения - один из наиболее старых и распространенных методов изучения физиологических основ поведения. В чистом виде метод применяется в экспериментах с животными. Наряду с этим распространено психофизиологическое обследование людей, которым по медицинским показаниям было проведено удаление части мозга.

Разрушающее вмешательство может осуществляться путем:

  1. перерезки отдельных путей или полного отделения структур (например, разделение полушарий путем рассечения межполушарной связки - мозолистого тела);
  2. разрушения структур при пропускании постоянного тока (электролитическое разрушение) или тока высокой частоты (термокоагуляция) через введенные в соответствующие участки мозга электроды;
  3. хирургического удаления ткани скальпелем или отсасыванием с помощью специального вакуумного насоса, выполняющего роль ловушки для отсасываемой ткани;
  4. химических разрушений с помощью специальных препаратов, истощающих запасы медиаторов или разрушающих нейроны;
  5. обратимого функционального разрушения, которое достигается за счет охлаждения, местной анестезии и других приемов.

Итак, в общем метод разрушения мозга включает в себя разрушение, удаление и рассечение ткани, истощение нейрохимических веществ, в первую очередь медиаторов, а также временное функциональное выключение отдельных областей головного мозга и оценку влияния вышеперечисленных эффектов на поведение животных.

  1. Заключение.

Несмотря на все достижения современной науки, человеческий мозг остается самым загадочным объектом. С помощью сложнейшей тонкой аппаратуры ученые смогли "проникнуть" в глубины мозга, не нарушая его работы, и выяснить, каким образом происходит запоминание информации, обработка речи, как формируются эмоции.

Эти исследования помогают не только разобраться в том, как выполняет мозг свои важнейшие психические функции, но и разработать методы лечения тех людей, у которых они нарушены.

Методы исследования головного мозга человека постоянно совершенствуются.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

  1. Беленков Н.Ю. Принцип целостности в деятельности мозга. М.:Медицина,1980-158с.
  2. Современная медицинская энциклопедия /под ред. Р.Беркоу, М.Бирса, Р.Боджина, Э.Флетчера; Пер.с англ.под общей ред.Г.Б.Федосеева.-СПб.: Норит.2001-1264с.:ил.
  3. Шульговский В.В. Основы нейрофизиологии: Учебное пособие для студентов вузов.- М.:Аспект Пресс, 2000-277с.
  4. www.medicalj.ru
  5. www.zdorovieinfo.ru

Функционирование всех систем организма происходит под управлением головного мозга, поэтому даже незначительные нарушения мозговой деятельности отражаются на общем состоянии и работоспособности человека. Ухудшение кровоснабжения тканей головного мозга служит самой частой причиной развития тяжелых заболеваний, которые могут привести даже к преждевременному летальному исходу. Ввиду этого, очень важно следить за состоянием здоровья кровеносной системы и периодически проводить обследование сосудов головного мозга. Диагностика предоставляет возможность выявить малейшие нарушения и патологии уже на ранних стадиях их развития, что позволяет своевременно начать лечение, предупредить возможные осложнения и избежать нежелательных последствий.

Какие существуют методы обследования внутричерепных сосудов? Как выполняются процедуры и какие результаты можно получить?

Диагностика и показания

Расстройство мозгового кровообращения - это распространенная проблема, которая часто обнаруживается у пожилых пациентов, а также у молодых людей и даже детей. Головокружения, частые головные боли, нарушения координации, ухудшение слуха, зрения или речи являются симптомами сосудистых заболеваний и служат поводом для проведения обследования. Препятствовать нормальному кровоснабжению мозговых тканей могут атеросклеротические бляшки, тромбы, стенозы и другие не менее серьезные причины.

Обследование сосудов головного мозга необходимо проводить в обязательном порядке при наличии таких факторов:

Диагностику следует выполнять и перед проведением аортокоронарного шунтирования.

Методов исследования состояния кровеносной системы мозга существует несколько и каждый из них имеет свои отличия, преимущества и показания.

Ультразвуковая доплерография

Прогрессивная методика ультразвуковой диагностики оценивает состояние сосудов головного мозга, а также параметры циркуляции крови - скорость, степень наполнения, направление кровотока и т. д. Такой способ применяется для изучения характеристик средних и крупных внутричерепных сосудов. Используется ультразвук, который является безопасным и не наносит вред здоровью. При помощи специального датчика исследуются стенки вен и артерий, ширина просвета, направление и скорость кровотока. Также УЗДГ дает возможность выявить анатомические изменения сосудов, склеротические образования и прочие отклонения. Ультразвуковая доплерография выполняется в амбулаторных условиях, не требует предварительной подготовки и может проводиться несколько раз подряд в течение короткого периода. УЗДГ используют для контроля терапии при сосудистых заболеваниях головного мозга.

Дуплексное сканирование

Этот метод, так как и УЗДГ, основан на применении эффекта допплера. Дуплексное сканирование широко востребованный способ обследования, так как является высоко информативным и одновременно безопасным. Особенностью и преимуществом такого исследования является то, что при выполнении процедуры можно получить отдельные характеристики венозного и артериального кровотока благодаря тому, что на экране они отображаются разными цветами.

Магнитно-резонансная томография

Обследование транскраниальных сосудов при помощи такого метода позволяет оценить не только общее состояние внутричерепного кровотока, но и отдельных сегментов мозга. Суть исследования заключается в применении облучающих радиоволн разной частоты, которые создают сильное электромагнитное поле и передают сигналы, регистрируемые специальным датчиком. На снимках с трехмерным изображением можно определить даже незначительные нарушения мозгового кровообращения, связанные с развитием сосудистых патологий. МРТ является наиболее востребованным методом в случаях, когда необходимо обследование сосудов головного мозга.

Эхоэнцефалография

Диагностика проводится с использованием специальной аппаратуры - осциллографа . В основе методики лежит использование ультразвуковых импульсов с частотой 0,5–15 МГц/с, фиксируемых и отображаемых на мониторе. ЭхоЭГ - это неинвазивный способ обследования, оценивающий все структуры мозга и не имеющий противопоказаний. Эхоэнцефалография применяется к малышам в возрасте до 2 лет, а также к взрослым пациентам для обнаружения объемных образований мозга.

Электроэнцефалография

Метод ЭЭГ регистрирует колебания потенциалов головного мозга. Применяя электроэнцефалограф , удается выявить проблемы с кровоснабжением, а также нарушения в процессах нервной проводимости. Такой способ исследования эффективен при эпилепсии и расстройствах речи, вызванных сосудистыми заболеваниями.

Обследование сосудов головного мозга с помощью методики КТ оценивает состояние стенок внутричерепных вен и артерий, определяя наличие патологических отклонений. Данные получают на послойных снимках (в горизонтальной проекции). Компьютерное сканирование обнаруживает врожденные аномалии в развитии сосудов, которые часто являются причиной плохого кровоснабжения мозга.

Нейросонография

Такое обследование преимущественно проводится детям первого года жизни. Ультразвуковой датчик направляется на мозговые структуры через незакрывшийся родничок. В процессе процедуры изучается состояние кровотока, а также ликворовыводящих путей.

Как проводить обследование сосудов головного мозга и какому методу отдать предпочтение, определяет лечащий врач, опираясь на составленный анамнез пациента.