Особенно тонкие материалы о функциях мозга человека получены при лечебно-диагностическом применении метода множественных долгосрочных вживленных электродов. Этот прием до 60-х годов использовался без применения точных расчетов, без сочетания со стереотаксической техникой (Bickford et al., 1953; Bates, 1961; Walter, Crow, 1961, и др.).
Введение электродов в мозг с 1963 года в нашей стране осуществлялось не только на основе стереотаксических расчетов, но и с использованием для этой цели ЭВМ, что ускорило расчеты и сделало их более точными и со временем привело к созданию стереотаксического метода, конкурентоспособного со всеми другими такого рода приемами (Аничков, 1977, 1980; Аничков и др., 1980; Полонский, 1981). Все получаемые у одного больного материалы уже только в результате применения расчетов при введении электродов оказывались принципиально сопоставимыми с тем, что получалось у следующего и следующих. Большое значение имело предложение и применение комплексного метода исследования мозга. Если ранее процесс обследования больных осуществлялся с помощью одной (ЭЭГ или нейронная активность), максимум двух-трех (ЭЭГ+нейронная активность+ВП) методик, то с 1965 года в рамках комплексного метода изучения мозга регистрировались уже все возможные физиологические показатели мозга: электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электросубкортикограмма (ЭСКоГ), импульсная активность нейронов (ИАН), вызванные потенциалы (ВП), сверхмедленные физиологические процессы (СМФП), напряжение кислорода (рO2), импеданс, кровоток и другие (Бехтерева, 1966, 1971, 1974). Эти показатели записывались в покое, при различных физиологических состояниях обследуемого лица, при заданных интеллектуальных, эмоциогенных, двигательных и других тестах. Данные, полученные в условиях прямого контакта с мозгом через вживленные электроды, дополнялись результатами исследования состояния капилляров, пневмограммы, миограммы, КГР, ЭКГ и т. д. Те же показатели регистрировались при диагностических и лечебных электрических воздействиях через вживленные электроды. Все это оценивалось комплексно, с учетом данных клиники и биохимических показателей.
Такой подход не только и не просто увеличивал объем получаемой информации, а позволял корректировать сведения о расположении электродов в соответствии с индивидуальными вариациями мозга, получать взаимодополняющие данные о состоянии различных структур мозга и, наконец, обеспечивал выбор оптимального приема или субкомплекса приемов для исследования тех или иных функций, преодолевал ограниченность монометодического подхода к изучению различных проявлений активности мозга. Работа в тесном творческом контакте с представителями точных наук позволила применять адаптированные и разрабатывать оптимальные оригинальные приемы целенаправленного извлечения информации из данных физиологических наблюдений, а применение телеметрии расширить круг исследуемых физиологических и патологических состояний больных.
Полиметодичность и корректность исследований позволили значительно развить существующие научные направления и создать ряд в том числе и принципиально новых в различных областях физиологии мозга человека.
Так, в плане изучения структурно-функциональной организации мозга человека накапливаемые таким образом данные в первую очередь существенно дополняли то, что было известно ранее, а стереотаксическая неврология (Смирнов, 1976), созданная на базе изучения структурно-функциональной организации мозга, явилась по своей точности и тонкости уже качественно новым направлением, соотносящимся с первым, как клиническая биохимия с молекулярной биологией.
Если первоначально изучение мозгового обеспечения психической деятельности сводилось к выяснению роли глубоких структур мозга в этом процессе, то в дальнейшем были вскрыты общие принципы мозговой организации данной системы, показано наличие в ней аппарата жестких и гибких звеньев. Углубление в данную проблему, в свою очередь, привело к разработке уже принципиально нового направления исследований изучения мозгового кода психических процессов.
Исследование нейрофизиологии психических процессов, естественно, потребовало углубления и в проблему памяти первоначально в том ее объеме, который был conditio sine qua non. Результаты электрической стимуляции мозга и регистрации его физиологических показателей позволили более серьезно поставить эту задачу. Нейрофизиологическое изучение памяти представляет самостоятельное направление исследований, стимулирующим ядром которого является представление о регуляции и саморегуляции процессов памяти.
Как известно, исследование эмоциональной сферы порождало и порождает множество концепций, акцентирующих разные аспекты проблемы. Многие из них могут рассматриваться как взаимодополняющие представления, однако ни одна из взятых и не взятых на вооружение психологией и физиологией концепций не базировалась до наших исследований на знании внутримозговой нейродинамики человека, развивающейся при эмоциональных реакциях и состояниях. Если изучение мозгового обеспечения интеллектуально-мнестических процессов в эксперименте на животных просто невозможно, то в отношении мозгового обеспечения эмоций экстраполяция экспериментальных данных на человека правомерна далеко не всегда. Пожалуй, правильнее сказать, что данные о мозговом обеспечении эмоций человека помогают многое понять в далеко не всегда ясных результатах экспериментов на животных.
Уже первые нейрофизиологические исследования больных с вживленными электродами принесли исключительно интересные и ценные материалы, которые позволили показать принципиальное сходство функционирования мозговых систем обеспечения эмоциональной и собственно мыслительной деятельности и выявить их различия. Неразделимая эмоционально-психическая сфера человека может и должна изучаться и с позиций аналитического подхода с нейрофизиологической препаровкой отдельных ее компонент, и обязательно с позиций интегративного подхода. Накоплен действительно уникальный материал по мозговой нейродинамике, прямо связанной с обеспечением эмоциональных реакций и состояний. Но, конечно, изучение нейрофизиологического обеспечения эмоций далеко не закончено. Оно, как и работа в области других упомянутых проблем, естественно, должно продолжаться. Было бы опасным и неправомерным считать, что о мозговом обеспечении эмоций получены полные данные. Однако имеющиеся результаты позволяют говорить о качественно новом уровне в изучении этой проблемы.
В теоретическом плане одной из важнейших является далеко не новая, хотя и не решенная до последнего времени, проблема характеристики функционального состояния мозга и зависимости реализации мозговых функций от этого состояния. Эта проблема получила особое звучание с накоплением данных о полифункциональности нейронов и нейронных популяций и о проявлении различных свойств этих образований в прямой зависимости от местного и общего функционального состояния мозга. Хорошо известно, как много сил было потрачено при относительно низком коэффициенте полезного действия на попытку использовать ЭЭГ с целью получения однозначной характеристики функционального состояния мозга. Применение инструментально-математических приемов извлечения информации, требующих в оптимальном варианте полной автоматизации исследований, и сейчас еще также не дает полноценного ответа на поставленный вопрос. Возможности надежного изучения мозаики и динамики функционального состояния мозга появились с применением строго определенных составляющих сверхмедленных физиологических процессов относительно стабильной составляющей милливольтового диапазона и более слабых по интенсивности и соответственно более динамичных составляющих (Илюхина, 1977, 1982а, 1986).
Этот подход не только открыл новые возможности теоретического изучения проблемы, но и позволил на основе доступных методических приемов уже сейчас обеспечивать целый ряд запросов практики. Полиметодический подход к изучению мозга создал предпосылки не только к познанию физиологических закономерностей здорового и больного мозга. Он позволил накопить материал, во многом еще не полностью проанализированный и обобщенный, о соотношении и взаимозависимости различных физиологических процессов в головном мозгу, создал новые возможности для проникновения в физиологическую природу регистрируемых электрических и неэлектрических процессов. Как видно из приведенного, далеко не полного, перечня направлений физиологии мозга человека, их развитие должно и может служить разработке указанных выше важнейших вопросов теоретической физиологии мозга. Но не только теории.
Накопление фактов в области динамики длительно текущих патологических процессов позволило выдвинуть концепцию о роли устойчивого патологического состояния и реакций, его поддерживающих, в патогенезе длительно текущих заболеваний мозга, раскрывающую некоторые особенности его физиологии. На основе этой концепции предложены новые методы и приемы лечения заболеваний мозга, открылись научно обоснованные возможности использования не только резервов, но и защитных сил мозга.
Глава первая
Современные принципы и возможности изучения мозга человека
Но посредством чего же мы можем установить, что явление таково, каким является?
Секст ЭмпирикЕсли просмотреть научную литературу 19301950-х годов по нейрофизиологии человека, то окажется, что ответы почти на все вопросы пытались найти с помощью электроэнцефалографии. При этом с целью получения достаточно надежных данных исследовалась в основном та полоса частот ЭЭГ, которая позволяла регистрировать колебания в пределах дельта-, тета-, альфа и бета-диапазонов. Большинство электроэнцефалографов, выпускаемых промышленностью, создавалось таким образом, чтобы минимально искажались именно эти частоты. Запись более низких и особенно более высоких частот в связи со слабостью сигнала на обычных электроэнцефалографах была очень несовершенной, и ее либо не производили, либо полученным данным не придавалось серьезного значения.
Лишь позднее в ряде лабораторий появляется стремление расширить диапазон исследуемых сигналов, используя для более низких частот электроэнцефалографы с большой постоянной времени или усилители, пригодные для регистрации более медленных физиологических процессов. Все шире, особенно в последние годы, начинают записывать наиболее слабый сигнал высокочастотной ЭЭГ. Вопросы методики и техники записи физиологических показателей мозга человека освещены в вышедшем в 1977 году в серии «Руководство по физиологии» томе «Методы клинической нейрофизиологии» (под ред. В. Б. Гречина), а также в многотомном руководстве, изданном Международной федерацией обществ электроэнцефалографии. Это позволяет избежать изложения методических деталей в настоящей книге. В то же самое время именно поэтому здесь возможно и целесообразно более подробно остановиться на принципиальных вопросах методического изучения мозга человека.