ЭЭГ очень широко использовалась и для изучения нейрофизиологических механизмов условнорефлекторной деятельности животных и человека и мыслительной деятельности человека. Начало этому положено основополагающей экспериментальной работой М. Н. Ливанова и К. Л. Полякова (1945). Многочисленные дальнейшие исследования уточняли и развивали основные положения условнорефлекторной теории. Однако в физиологию высшей нервной (психической) деятельности человека электроэнцефалография в сочетании с условно-рефлекторной методикой и простейшими психологическими тестами внесла сравнительно небольшой вклад. Широко известна публикация Гасто с соавторами (Gastaiit et al., 1957a, 1957b), в которой обобщены результаты работ разных одновременно и по одной программе работавших лабораторий. В ней показано, как в зависимости от исходного фона изменяется альфа-ритм на ЭЭГ при реализации положительных и тормозных условных рефлексов, но не вскрыты какие-либо новые механизмы условного рефлекса. Оценивая эти работы, правомерно констатировать, что в них описаны электроэнцефалографические корреляты условного рефлекса у человека. Новые материалы к характеристике взаимодействия различных областей мозга человека при психической деятельности по данным ЭЭГ были получены при использовании приема электроэнцефалоскопии с обработкой данных на ЭВМ М. Н. Ливановым с сотрудниками (Ливанов, 1972). Электроэнцефалография в этом случае как будто мало себя оправдала.
Следует учитывать, однако, что для изучения нейрофизиологических механизмов сложнейших видов деятельности человека до самых последних лет использовалась та же ЭЭГ, что и в клинико-физиологических исследованиях, то есть ЭЭГ сравнительно узкого спектра и наибольшей амплитуды сигнала. Относительно недавно для этой цели стали регистрировать слабые высокочастотные сигналы (Brown et al., 1976, и др.). Результаты первых исследований показали, что, по-видимому, этот путь перспективен и позволяет перешагнуть через «ограничения ограниченного спектра» ЭЭГ. Расшифровка записи биопотенциалов, осуществляемой при достаточно продуманном психологическом эксперименте, позволила обнаружить признаки семантической дифференциации слов. В этом направлении предстоит еще большая работа, которая определит перспективы и ограничения указанного аспекта исследований. Очевидно удастся также уточнить, в каких соотношениях находятся так называемая обычная ЭЭГ и этот слабый сигнал, отражают ли они один процесс или речь идет не только о расширении спектра, но и о регистрации несколько иного явления (что значительно более вероятно).
Как видим, возможности ЭЭГ не так уж ограничены, причем с новыми техническими решениями открываются и новые перспективы ее применения. Появляются все более совершенные приемы анализа ЭЭГ, как повышающие общую информативность данных, так и целенаправленно извлекающие информацию, адекватную определенной задаче. В этом плане интересны исследования, проводимые К. К. Монаховым (1981) и Е. А. Григорьевой с соавторами (1981). Е. А. Григорьева показала возможность выделения при компьютерном анализе ЭЭГ нейрофункциональных структур, на основе которых возможна дифференциальная диагностика различных форм депрессии. Однако ошибочно думать, что именно в этом случае примат принадлежит техническим возможностям исследователя. Как и в подавляющем большинстве других направлений биологических исследований, в развитии нейрофизиологии примат принадлежит физиологической (или общебиологической) идее, хотя возможности выдвижения и особенно подтверждения ее действительно в значительной мере зависят от методики и технических условий эксперимента. Это положение можно проиллюстрировать следующим примером.
Одна из современных задач в лечении эпилепсии и других болезней мозга управление его функциональным состоянием. Общая идея заключается в том, чтобы, ориентируясь на какой-то определенный электрический показатель мозга, подать на модулирующие зоны мозга электрический сигнал через внешнюю цепь, в которую включены и анализирующее устройство, и прибор для подачи тока (в данном случае неважно, идет ли речь о телеметрическом или стационарном управлении состоянием мозга). Разработаны приемы анализа ЭЭГ с выделением эпизодически проявляющихся эпилептиформных признаков. Оптимально закладывать в ЭВМ формализованное описание именно этих признаков и осуществлять в дальнейшем в реальном времени исследования поиска его аналогов в текущей ЭЭГ (эталонный поиск). Предположительная схема была такой: возникает состояние, оно детектируется на основе слежения на ЭЭГ и затем подавляется.
Технические решения были приемлемыми. Техническая сторона схемы работала. Однако успех в модуляции состояния больного мозга, подавлении эпилептогенеза был переменным. В связи с этим для подобных целей предложено использовать электроэнцефалографические корреляты не уже развившегося или развивающегося состояния, а того отрезка (или и того отрезка) ЭЭГ, который по времени непосредственно предшествовал патологической реакции (Данько и др., 1976). Именно этот путь, основанный на физиологической идее ориентации на наиболее активный процесс формирование реакции, как будто открывает новые перспективы в воздействии на больной мозг. И именно этот прием, предложенный на основе физиологической идеи, нашел полное подтверждение в исследованиях активности нейронных популяций мозга человека. Сигнал, управляющий словесным ответом, появляется в мозгу ранее ответа (Бехтерева и др., 1971). Для того чтобы использовать при анализе импульсной активности тот же эталонный машинный поиск, оказалось необходимым включить в эталон формализованные описания импульсной активности с обязательным учетом краткого (40 60 мс в этих условиях) периода, предшествующего собственно нейрофизиологическому корреляту реакции произнесенному слову. Иными словами, чтобы отыскать с помощью ЭВМ и соответствующих программ момент, когда произнесено слово или когда то же состояние возникло в мозгу, но по каким-либо внутренним или внешним причинам слово не было произнесено, необходимо в эталон включать и важнейший период формирования, предшествующий внешнему проявлению реакции.
Вполне понятно, что переходу на этот новый уровень, безусловно, способствовала техника, позволившая реализовать эталонный поиск. Но именно физиологическая мысль определила новый этап разработки проблемы модуляции состояния мозга.
Как указывалось выше, ЭЭГ один из очень распространенных физиологических приемов оценки функционального состояния мозга. Однако, если попробовать дать пространственновременну́ю и особенно количественную оценку функционального состояния, то нередко это окажется очень сложным и при исследовании больного и здорового мозга. В то же время, обсуждая проблему характеристики функционального состояния мозга, с самого начала, чтобы не возникло ненужных недоразумений, необходимо подчеркнуть: хотя и может быть предложен ряд физиологических показателей, более удобных, особенно для количественной характеристики функционального состояния мозга, они оказываются уступающими ЭЭГ в информативности или в общности. Короче, использование других приемов характеристики функционального состояния мозга неальтернативно по отношению к ЭЭГ.
Длительное изучение динамики сверхмедленных физиологических процессов (СМФП) в рамках комплексного метода изучения мозга, позволяющего сравнивать возможности разных показателей, обнаружило, что наиболее просто и вполне приемлемо по точности для решения многих задач количественные данные о пространственной мозаике и временно
й динамике могут быть получены с помощью одной из составляющих СМФП головного мозга уровня устойчивого потенциала милливольтового диапазона (Илюхина, 1977), или омега-потенциала (Илюхина, 1982а, 1986).
Технически возможно измерять величины омега-потенциала одновременно с большого количества точек. Естественно, запись оказывается более надежной в том случае, если контакт электродов с мозгом прямой. Но практика показывает, что и при записи с поверхности черепа оказывается возможным получить достаточно убедительные данные именно о СМФП, в частности, об омега-потенциале и других их видах меньшей амплитуды и более динамичных (дзета-, тау и эпсилон-волн). Исследование мозаики и динамики наиболее медленных физиологических процессов позволяет получить количественные профили функционального состояния различных отделов мозга трехмерный паттерн, представляющий данные об интенсивности, продолжительности изменений в мозгу и распределенности этих изменений в пространстве мозга (Илюхина и др., 1981).
Физиологические исследования показывают, что омегапотенциал отражает уровень относительно стабильного функционирования и является физиологическим показателем, определяющим состояние мозговых структур и протекание целого ряда других биоэлектрических процессов. «Включение» или «невключение» структуры в деятельность в значительной мере определяется или опосредуется сверхмедленным физиологическим процессом уровнем омега-потенциала, изменение которого меняет функциональный спектр структуры (Бехтерева и др., 1970).
Так, принципиально полифункциональное нейронное сообщество может проявляться в зависимости от уровня СМФП как звено системы обеспечения эмоциональных реакций, собственно мыслительной деятельности или движения, а в милливольтовом диапазоне значений величин устойчивого потенциала (омега-потенциал) некоторые структуры оказываются не только потенциально, но и реально полифункциональными. Уровень СМФП (омега-потенциал) зависит от ряда факторов и, в частности, определяя реакцию на приходящий сигнал, может вслед за этим меняться сам; он изменяется под влиянием средств, которые влияют на центральную биохимическую медиацию, и может быть соответственно и свидетельством ее изменения и теснейшим образом связан и с другими биохимическими процессами мозга. Он определяет условия для реализации деятельности и меняется при ее протекании.
Создается впечатление, что взаимосвязанные в разных областях мозга изменения омега-потенциала существенно участвуют в важнейшем процессе организации («задействовании») сложных многозвеньевых мозговых систем при различных видах деятельности до конца не расшифрованном процессе, который на основе одной только импульсной передачи не всегда находит достаточно удовлетворяющее реальности объяснение.
Подробное изучение СМФП при различных функциональных состояниях и заболеваниях мозга дело настоящего и ближайшего будущего, тот методический и смысловой путь, по которому, несомненно, пойдет большое количество исследований динамики функционального состояния мозга. Накапливается все большее количество данных о динамике СМФП в различных органах и тканях организма (Илюхина и др., 1981, 1983; Илюхина, 1982а, 1983; Илюхина, Хабаева, 1984). Эти материалы закладывают основы для изучения на принципиально новом уровне соотношения состояний и динамики активности мозга и печени, мозга и мышц и т. д. Иными словами, при использовании, по-видимому, универсальных для многих тканей организма СМФП окажется возможным оптимально адекватно исследовать центральную регуляцию, взаимовлияние органов и, более того, межсистемные взаимодействия.
Так, принципиально полифункциональное нейронное сообщество может проявляться в зависимости от уровня СМФП как звено системы обеспечения эмоциональных реакций, собственно мыслительной деятельности или движения, а в милливольтовом диапазоне значений величин устойчивого потенциала (омега-потенциал) некоторые структуры оказываются не только потенциально, но и реально полифункциональными. Уровень СМФП (омега-потенциал) зависит от ряда факторов и, в частности, определяя реакцию на приходящий сигнал, может вслед за этим меняться сам; он изменяется под влиянием средств, которые влияют на центральную биохимическую медиацию, и может быть соответственно и свидетельством ее изменения и теснейшим образом связан и с другими биохимическими процессами мозга. Он определяет условия для реализации деятельности и меняется при ее протекании.