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.
Нередко и не без оснований говорят, что новое это иногда хорошо забытое старое. Действительно, в экспериментальных исследованиях электрической активности мозга в конце XIX века записывалась в основном медленно меняющаяся разность потенциалов (Caton, 1875; Данилевский, 1876). Эти работы и сейчас еще нередко цитируются.
В начале 1960-х годов появляется обобщение исследований Н. А. Аладжаловой (1962) сверхмедленных процессов мозга, вызвавшее уже значительно меньшее число возражений, чем ее первоначальные публикации. Сейчас исследование сверхмедленных физиологических процессов начинает быстро завоевывать все более прочное место в нейрофизиологии человека. Результаты работ В. А. Илюхиной (1977, 1982а, 1986) не только подтверждают неоднородность этих процессов, но и определяют место разных составляющих, разных типов этого сигнала в ряду физиологических показателей мозга.
Появляются работы, показывающие практическую ценность измерения импеданса (Laitinen, 1970; Гречин, 1972; Гречин, Боровикова, 1982) и предполагающие теоретическое значение различных его составляющих (Adey, 1977; Михальцев, 1978).
В Берденском неврологическом институте (Англия) уже в 1950-х годах наряду с электрическими показателями активности мозга регистрируется показатель напряжения кислорода в ткани мозга человека на основе полярографической методики (Cooper et al., 1969). Вызванные потенциалы регистрируются с различных областей поверхности и глубоких структур мозга и наряду с данными функциональной анатомии предоставляют подчас существенные сведения о местном и общем функциональном состоянии головного мозга. В 1960-х годах начинают регистрировать импульсную активность отдельных нейронов и нейронных популяций, причем в этой области сразу четко выделяются прикладной и теоретический аспекты (Ward, Thomas, 1955; Rayport, Waller, 1961, 1964, 1965; Ward, 1961; Waller, Rayport, 1963; Трохачев, 1965, 1966; Albe-Fessard, 1965; Бехтерева и др., 1967а; Раева, 1977).
И все же без преувеличения можно сказать, что электроэнцефалограмма и электросубкортикограмма регистрируются практически везде, где изучается нейрофизиология здорового и больного мозга человека. Все другие показатели, более или менее широко используемые в эксперименте, лишь постепенно входят в клиническую практику, причем даже в наиболее современно оборудованных клиниках регистрируется обычно не более двух-трех физиологических показателей активности мозга. Может быть, такая в основном монометодичность, особенно характерная для 19401950-х годов, и определила сравнительно небольшой объем сведений о механизмах мозга человека, полученный в те годы в уникальных условиях прямого контакта с живым мозгом человека у больных, лечение и диагностика которых осуществлялись с помощью вживленных электродов в 1950-е годы (Heath, Hodes, 1952; Sem-Jacobsen et al., 1953, 1956, 1961; Heath, 1954, 1963; Bickford et al., 1958).
С другой стороны, весьма вероятно, что именно методическая ограниченность подходов в этих условиях не позволила выйти в клинике за рамки поставленных a priori задач. Пожалуй, лишь прием длительных электрических стимуляций слишком длительных, чтобы можно было рассчитывать в этом случае именно на эффект стимуляции мозга (хотя и в других случаях этот вопрос не всегда решается однозначно), эпизодически использованный в работах Хиса (Heath, Hodes, 1952; Heath, 1954), явился предшественником новых, уже значительно более прочно вошедших в клинику методов лечения.
Изучение механизмов мозга человека осложнено и сравнительно небольшим числом исследований, проведенных у больных с вживленными электродами. Так, с 1950 по 1964 год Хис приводит данные о 54 больных. В клинике в отличие от эксперимента диапазон исследований с помощью вживленных электродов строго ограничен рамками диагностических и лечебных задач в каждом конкретном случае. Это определяет и характер, и количество получаемой информации.
Изучение механизмов мозга человека осложнено и сравнительно небольшим числом исследований, проведенных у больных с вживленными электродами. Так, с 1950 по 1964 год Хис приводит данные о 54 больных. В клинике в отличие от эксперимента диапазон исследований с помощью вживленных электродов строго ограничен рамками диагностических и лечебных задач в каждом конкретном случае. Это определяет и характер, и количество получаемой информации.
Далее, если эксперимент позволяет проводить исследования на животных чистых линий или с достаточно сходными характеристиками, то сравнивать результаты, полученные при исследованиях, проведенных у больных с помощью вживленных электродов, достаточно сложно, а иногда и невозможно даже у лиц, страдающих одним и тем же заболеванием. Хорошо известны трудности, с которыми встречается каждый исследователь при попытке получить те или иные физиологические (биохимические и т. п.) характеристики и у здоровых людей. Как же сложно получить конкретные нейрофизиологические данные, если принять во внимание, что метод вживленных электродов применяется в диагностических и лечебных целях у наиболее тяжелого контингента больных с хроническими заболеваниями. Тяжесть заболевания, а отсюда состояние мозга и организма обследуемых больных определяются нередко очень большим числом составляющих, в том числе и не всегда поддающихся учету.
Стремление разработать новые приемы, пути и принципы диагностики и лечения болезней мозга и четкое понимание того, что ключом к решению этой проблемы является прежде всего теория физиологии, определили полиметодическую постановку исследований в самом начале нашей работы.
Эта полиметодичность была реализована в виде комплексного метода изучения мозга человека (Бехтерева и др., 1967а, 1967б), который мы сами долгое время рассматривали лишь как адекватную задачам компиляцию методик. Не отказываясь полностью от такого определения, сейчас мы уже вправе говорить, что этот комплексный метод завоевал право на самостоятельное значение и, в свою очередь, насчитывает уже ряд дочерних приемов, представляющих собой целенаправленное, ориентированное сужение или расширение метода, обогащение его возможностями биохимии, фармакологии и клиники.
В целях удобства и наглядности изложения комплексный метод изучения мозга первоначально представлялся нами в виде двух основных составляющих:
1) регистрации различных физиологических показателей жизнедеятельности мозга в динамике физиологических состояний обследуемого лица и при применении функциональных тестов;
2) регистрации различных показателей жизнедеятельности мозга и организма при диагностических и лечебных электрических воздействиях через вживленные электроды (Бехтерева, 1974).
Такое деление было и остается правомерным, но, может быть, сейчас, когда путевка в жизнь этому методу уже давно подписана, целесообразно выделить принципиальную сущность метода, которая заключается в регистрации и анализе наиболее оптимального для каждого данного исследования комплекса показателей, характеризующих спонтанные и заданные изменения физиологического состояния больного в ответ на сигналы, поступающие через сенсорные входы, и в том числе при эмоционально-психических реакциях, фармакологических пробах, электрических точечных модулирующих и разрушающих воздействиях на мозг (табл. 1).
Таблица 1
Схема комплексного метода изучения мозга и возможных его дополнений
Примечание. Знаком «+» обозначены наиболее часто используемые приемы.
Понятно, что в связи с задачами научных исследований анализировалась динамика отдельных показателей или, наоборот, проводилось углубленное изучение связи различных физиологических процессов. Однако уже само выделение результатов, полученных при использовании какой-либо составляющей комплексного метода, было производным возможности выбора оптимального показателя для решения определенной проблемы. При этом, как правило, дальнейшей оптимизации исследований служило наилучшим образом обеспечиваемое тем же комплексным методом сочетание результатов анализа избирательно двух, трех и более физиологических показателей. Примером служит научное направление, созданное сотрудником нашего отдела В. М. Смирновым, стереотаксическая неврология (Смирнов, 1976). Взяв за основу данные регистрации различных показателей жизнедеятельности мозга и организма при точечных электрических воздействиях через вживленные электроды, он использует результаты регистрации медленной электрической и неэлектрической активности мозга, а также периферического показателя КГР вне электростимуляций.
Углубление в проблему органически определило необходимость использования данных о динамике активности нейронных популяций. По ходу дальнейшего изложения материалов предполагается рассмотреть результаты использования многих методов, применяемых в изучении физиологии здорового и больного мозга, но уже под другим углом зрения. В данной главе, где рассматриваются не методики, а принципиальные возможности изучения физиологии здорового и больного мозга человека с их помощью, будут рассмотрены прежде всего те традиционные или нетрадиционные приемы, возможности которых в последние годы существенно расширились.
Каковы же сейчас возможности и границы основных составляющих комплексного метода в изучении механизмов мозга здорового и больного человека?
Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) является информативным показателем местных и общих патологических и в известных рамках физиологических перестроек функционального состояния мозга. Основные положения, определившие ее клиническую ценность, были открыты в 30-х годах, а в последующем дополнены и развиты. Со времени открытия медленных волн в области опухоли (Walter, 1936) электроэнцефалография широко используется для выявления местного поражения мозга, что нашло отражение в обширной литературе. Конкурирующим с ней методом диагностики при очаговых органических поражениях мозга становится вычислительная томография в различных вариантах (Ghazy et al., 1978). Однако ценность ЭЭГ не исчерпывается выявлением области поражения, поэтому этот метод остается на вооружении в клинике поражений ЦНС (опухолей, травм и сосудистых заболеваний мозга), а при эпилепсии продолжает быть ведущим. Более того, применение адекватного математического и технического аппарата извлечения полезной информации из данных ЭЭГ определяет и некоторые принципиально новые возможности управления состоянием больного мозга.