Увеличение мощности ЭЭГ в альфа-полосе у детей с нарушениями внимания как признак несоответствия функционального состояния возрастной норме

Биоуправление

В исследовании, включающем запись и анализ спектров мощности ЭЭГ и курс биологической обратной связи, направленной на увеличение мощности сигнала в бета1-полосе ЭЭГ (ЭЭГ-БОС), приняли участие 39 детей с синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ). У детей с СДВГ после курса ЭЭГ-БОС зарегистрировано снижение мощности ЭЭГ в альфа-диапазоне в центральных и теменных отделах, а также уменьшение количества ложных тревог и снижение времени реакции в стандартном тесте ТОУА.

Проведено сравнение спектров мощности ЭЭГ 39 детей с СДВГ до курса ЭЭГ -БОС и спектров мощности нормативной базы данных (178 человек). Получены статистически достоверно большие значения мощности в альфа-диапазоне у детей нарушениями внимания до курса ЭЭГ-БОС по сравнению с их сверстниками без неврологической патологии.В статье дискутируется значение найденных различий в альфа-диапазоне, предлагается использовать полученные данные при проведении БОС-тренинга у детей с СДВГ.

За последнее десятиление ХХ в. и за первое десятилетие XXI в. проведено и опубликовано значительное количество исследований, посвященных анализу электрической активности головного мозга детей с синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) [Горбачевская и др., 1996; Кропотов и др. 2005, Чутко и др., 2004, Яковенко и др. ,2003, Mann et al.,1992; Janzen et al.,1995; Lubar et al., 1995; Suffin & Emory, 1995;Chabot & Serfontain, 1996, а также многие другие].

В электроэнцефалограмме (ЭЭГ) большинства гиперактивных детей по сравнению с детьми без признаков нарушения внимания отмечено уменьшение спектральной мощности высокочастотных колебаний (15—25 Гц) в лобных и задних отделах и увеличение мощности альфа- (8—12 Гц) и тета-колебаний (4—7 Гц), чаще встречающееся в центральных областях, чем в остальных отделах. Именно поэтому одним из распространенных методов немедикаментозной коррекции невнимательности является метод биологической обратной связи по параметрам ЭЭГ (ЭЭГ-БОС, БОС-тренинг). БОС-тренинг при СДВГ обычно направлен на увеличение быстрой активности в бета1-диапазоне (13—21 Гц) и (или) подавление тета-активности (4—7 Гц) [Lubar, 1995, Кропотов, 2001].

Целью данного исследования было выявление различий между спектрами мощности ЭЭГ детей с СДВГ до и после курса биологической обратной связи, сравнение спектров мощности ЭЭГ здоровых испытуемых и детей с СДВГ.

Методы исследовании

В исследовании анализировалась ЭЭГ двух групп испытуемых: 1) 39 пациента с СДВГ; 2) 178 детей без неврологической патологии. Возраст в каждой группе детей колебался от 7 до

14 лет. Все участники не принимали никаких фармакологических препаратов на момент исследования. Диагностика была проведена неврологами Института мозга человека РАН в соответствии с критериями МКБ-10 и DSM IV.

У 39 детей с СДВГ, участвовавших в исследовании, был проведен тест на внимание TOVA [Greenberg., Waldman, 1993] как показатель контроля внимания и импульсивности до и после курса ЭЭГ-БОС. Суть теста заключается в предъявлении испытуемому зрительных стимулов ^о-стимулов, требующих ответной реакции, и NoGo-стимулов, не требующих ответной реакции). Тест дает возможность оценить состояние внимания по отношению к нормативным данным. Данные сравнивались до и после курса БОС с помощью непараметрического знакового критерия Фишера в состояниях до и после курса биологической обратной связи.

Регистрация ЭЭГ производилась на 21-канальном энцефалографе Мицар-201 с 19 отведений (ООО «Мицар», СПб) при условии «глаза закрыты» (как минимум 3 минуты). Абсолютная мощность ЭЭГ рассчитывалась и сравнивалась между двумя группами испытуемых в тета-(4—8 Гц), альфа1- (8—12 Гц), альфа2-(12—15Гц), бета1-(15—18 Гц), бета2-диапазонах (18—25 Гц). Применялся дисперсионный анализ для повторных измерений (ANOVA).

Сеанс тренинга проводился по протоколу, разработанному в лаборатории нейробиологии программирования действий Института мозга человека РАН (Гринь-Яценко, 2001a,b; Никише-на, 2004). Суть протокола заключалась в повышении относительной мощности бета1-активно-сти (15—18 Гц) левого полушария. Электроды для проведения бета1-сеанса БОС размещались над лобной (Fz) и сенсомоторной зоной (Сз) левого полушария при биполярном монтаже. Относительная мощность бета1-ритма рассчитывалась как отношение абсолютной мощности бета1-ритма к сумме абсолютных мощностей тета -, альфа-, СМР и бета2-ритмов. Курс БОС включал 20 сеансов.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование состояло из трех этапов. На первом этапе 39 детям был поставлен диагноз СДВГ, диагностическое обследование включало запись 19-канальной ЭЭГ и тест ТОVA. Все дети прошли курс ЭЭГ-БОС, направленный на увеличение относительной мощности сигнала ЭЭГ в диапазоне бета1-ритма. После чего была сделана повторная запись 19-канальной ЭЭГ и тест ТОVA.

Анализ данных теста ТОVA дал следующие результаты. Количество ложных тревог на предъявление NoGo-стимула значимо уменьшилось после курса ЭЭГ-БОС в обеих половинах теста (Z=2.69, р<0.01 для первой и Z=4.31, р<0.01 для второй частей теста). Время реакции уменьшилось в первой половине теста (Z=2.78, р<0.01), стандартное отклонение времени реакции также уменьшилась в первой половине теста (Z=2.69, р<0.01) у всех 39 детей. Количество правильных ответов на предъявление GO-стимула в обеих половинах теста статистически значимо не изменялось.

Увеличение мощности ЭЭГ в альфа-полосе у детей с нарушениями внимания как признак несоответствия функционального состояния возрастной норме

Курс ЭЭГ-БОС привел к снижению мощности колебаний альфа1-диапазона ЭЭГ в центральных, теменных и затылочных отведениях (р <0.01) — Сз, Cz, С4 Рз, Pz, Р4, О1, 02 (рис. 1), также произошло увеличение мощности ЭЭГ в диапазоне бета1-ритма в лобных отведениях — Fpl, Fp2, F7, Fз, Fz, F4.

На втором этапе был проведен набор нормативной базы данных — 178 детей без неврологической патологии (проф., д.б.н. Кропотов Ю.Д.).

На третьем этапе мы сравнили спектры мощности ЭЭГ до лечения, полученные на первом этапе исследований, со спектрами мощности ЭЭГ нормативной базы в состоянии «глаза закрыты» (соответствующего возраста) (рис. 2). Статистический анализ данных показал, что значения мощности ЭЭГ в полосе альфа1-ритма статистически достоверно ниже у здоровых детей по сравнению с детьми с СДВГ (до лечения) в центральных и теменных отведения — Тз, Сз, Cz, С4, Т4, Т5, Рз, Pz, Р4,Т6 (р<0.01) .

Анализ фоновой ЭЭГ широко применяется в клинической практике, а появившаяся в последние два-три десятилетия возможность анализа количественных характеристик ЭЭГ существенно расширила возможности данного метода для диагностики и исследования состояния центральной нервной системы (ЦНС). В настоящее время идет поиск стандартизированных показателей ЭЭГ, позволяющих оценить функциональное состояние ЦНС. Анализ спектральных характеристик ЭЭГ является распространенным и общедоступным методом, который позволяет оценить динамику работы больших нейронных популяций и их взаимодействия.

Увеличение мощности ЭЭГ в альфа-полосе у детей с нарушениями внимания как признак несоответствия функционального состояния возрастной норме

БОС-тренинг, направленный на увеличение мощности сигнала ЭЭГ в диапазоне бета1-рит-ма и/или снижение в диапазоне тета-волн, является самым распространенным в работе с детьми с СДВГ. Мы применяли собственную модификацию этого тренинга для коррекции внимания у детей (Гринь-Яценко, 2001а,Ь; Никишена, 2004). Кроме ожидаемых изменений в бета1-диапазоне, нами было получено снижение мощности в альфа-диапазоне ЭЭГ после курса БОС. Впоследствии у нас появилась возможность сравнить ЭЭГ указанной группы детей с нормативной базой данных. Результаты этого сравнения показали, что изначально у детей с СДВГ в состоянии спокойного бодрствования значения в альфа-диапазоне частот были выше, чем у контрольной группы.

Наши данные хорошо согласуются с результатами Шабо и Серфонтейна (СЬаЬо^ Serfon-tain, 1996), которые сообщают об увеличении альфа-ритма в задних отделах и по средней линии у гиперактивных детей. Эти авторы придерживаются гипотезы происхождения альфа-ритма в результате корково-корковых взаимодействий с таламическим водителем альфа-ритма.

Физиологическое значение альфа-диапазона частот широко дискутируется с момента первой регистрации ЭЭГ. В рамках данной статьи мы не имеем возможности детально остановиться на этом вопросе. Скажем только, что большинство исследователей придерживается точки зрения, что на изменения в альфа-диапазоне оказывают влияние неспецифические факторы, к которым относят внимание, уровень бодрствования, эмоции. Причем, в ситуации увеличения внимания происходит подавление альфа-ритма в тех участках коры, которые должны участвовать в осуществлении определенной деятельности [Pollen, Trachtenberg, 1972].

Современные теории предполагают, что альфа ритм является результатом внутрикорти-кальных взаимодействий, опосредованных таламическим водителем ритма, и, продолжая эту мысль, некоторые исследователи утверждают, что тета-ритм является результатом замедления альфа-ритма или влияния гипокампального-септального пейсмейкера [Steriade et al., 1990].

В соответствии с функциональным значением альфа-ритма, снижение мощности альфа-ритма в центрально-затылочных областях в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами может говорить о положительном эффекте ЭЭГ-БОС, направленного на увеличение относительной мощности сигнала ЭЭГ в диапазоне бета1-ритма, использованного нами для активизации процессов внимания у детей с СДВГ. Положительный эффект ЭЭГ-БОС подтверждают показатели теста TOVA, такие как уменьшение количества ложных тревог на предъявление NoGo-стимула, уменьшение времени реакции.

Таким образом, эффективным тренингом при нарушении внимания можно считать тренинг, направленный не только на увеличение мощности сигнала ЭЭГ в бета1-полосе в лобных отделах (наиболее часто применяемый метод БОС при СДВГ), но и на снижение сигнала в альфа1-полосе в теменных или центральных отделах. Снижение мощности в альфа-диапазоне ЭЭГ у детей с СДВГ, по-видимому, отражает процессы нормализации функционального состояния глубинных регуляторных структур мозга. Снижение мощности электрической активности в альфа-диапазоне может свидетельствовать о повышении общего уровня активации коры, и как следствие этого, может приводить к улучшению выполнения заданий, в нашем случае, направленных на улучшение внимания.

Для оценки эффективности коррекции внимания методом БОС, исходя из наших данных, можно порекомендовать использовать изменение мощности в альфа-диапазоне, а именно, снижение мощности альфа-ритма в центральных и затылочных отделах. В среднем по группе снижение мощности происходит в теменных и затылочных отделах на 1—3 %. Однако, следует сравнивать значение мощности не со среднегрупповым, а индивидуально, со значением для каждого испытуемого до курса коррекции.

Мы провели сравнение спектров мощности ЭЭГ у детей с синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) до и после курса ЭЭГ-биологической обратной связи (ЭЭГ-БОС). После курса БОС мощность в бета-диапазоне ЭЭГ увеличилась в лобных отделах, мощности ЭЭГ в альфа-диапазоне снизалась в центральных и теменных отделах. При последующем сравнении ЭЭГ здоровых детей и детей с СДВГ мы выявили увеличение мощности в альфа-диапазоне у детей нарушениями внимания. Таким образом, эффективным тренингом при нарушении внимания можно считать тренинг, направленный не только на увеличение мощности сигнала ЭЭГ в бета1-полосе в лобных отделах (наиболее часто применяемый метод БОС при СДВГ), но и на снижение сигнала в альфа1-полосе в теменных или центральных отделах.

Авторы: И.С.Никишена, Е.А.Яковенко, С.Ю.Сурушкина, Л.С.Чутко, Ю.Д.Кропотов, В.А.Пономарев, Институт мозга человека Российской Академии Наук Санкт-Петербург, Россия

Источник: Научная библиотека КиберЛенинка

Меню