Електроенцефалографията на мозъка е метод в електрофизиологията, който записва биоелектричната активност на мозъчните неврони, като ги отстранява от повърхността на главата.
Мозъкът има биоелектрична активност. Всяка нервна клетка на централната нервна система може да създаде електрически импулс и да я предаде на съседни клетки, използвайки аксони и дендрити. Има около 14 милиарда неврони в мозъчната кора, всеки от които създава свой собствен електрически импулс. Отделно всеки импулс е нищо, но общата електрическа активност от 14 милиарда клетки всяка секунда създава електромагнитно поле около мозъка, което се записва чрез електро-диаграма на мозъка.
Мониторинга на ЕЕГ показва функционални и органични мозъчни патологии като епилепсия или нарушения на съня. Електроенцефалографията се извършва с помощта на устройството - електроенцефалограф. Вредно ли е да се направи процедурата с електроенцефалограф: изследването е безвредно, тъй като устройството не изпраща нито един сигнал към мозъка, а само улавя изходящите биопотенциали.
Електроенцефалограмата на мозъка е резултатът под формата на графично изображение на електрическата активност на централната нервна система. Той показва вълните и ритмите. Анализират се качествените и количествените им показатели и се поставя диагнозата. Анализът се основава на ритми - електрически колебания на мозъка.
Изчислената електроенцефалография (CEEG) е цифров метод за записване на вълновата активност на мозъка. Остарелите електроенцефалографи показват графичен резултат на дълга лента. KEEG показва резултата на екрана на компютъра.
ЕЕГ ритми
Има такива ритми на мозъка, записани на електроенцефалограмата:
Нейната амплитуда се увеличава в състояние на спокойно будно състояние, например, когато почивате или в тъмна стая. Алфа активността на ЕЕГ намалява, когато субектът преминава към активна работа, изискваща висока концентрация на внимание. Хората, които са били слепи през целия си живот, нямат алфа ритъм на ЕЕГ.
Характеризира се с активно будност с висока концентрация на внимание. Бета активността на ЕЕГ се изразява най-ясно в проекцията на фронталния кортекс. Също така на електроенцефалограмата бета-ритъмът се появява с внезапното появяване на емоционално значителен нов стимул, например появата на любим човек след няколко месеца раздяла. Активността на бета ритъма също се увеличава с емоционален стрес и работа, която изисква висока концентрация на внимание.
Това е комбинация от вълни с ниска амплитуда. Гама ритъмът е продължение на бета вълните. Така, гама активността се записва с висок психо-емоционален товар. Основателят на съветската школа по неврология Соколов смята, че гама ритъмът е отражение на дейността на човешкото съзнание.
Това са вълни с висока амплитуда. Той се регистрира във фазата на дълбок естествен и наркотичен сън. Също така, делта вълните се записват в кома състояние.
Тези вълни се генерират в хипокампуса. Тета вълните се появяват в ЕЕГ в две състояния: фазата на бързото движение на очите и високата концентрация. Харвардският професор Шакер твърди, че тета вълните се появяват, когато се променят състоянията на съзнанието, например в състояние на дълбока медитация или транс.
Той е регистриран в проекцията на темпоралната кора. Появява се в случай на потискане на алфа вълните и в състояние на висока умствена активност на изследваните. Въпреки това, някои изследователи свързват ритъма на капа с нормалното движение на очите и го разглеждат като артефакт или страничен ефект.
Появява се в състояние на физически, психически и емоционален мир. Той е регистриран в проекцията на двигателните лобове на фронталния кортекс. Му вълните изчезват в случай на процес на визуализация или в състояние на физическо натоварване.
Norm EEG при възрастни:
- Алфа ритъм: честота - 8-13 Hz, амплитуда - 5-100 µV.
- Бета ритъм: честота - 14-40 Hz, амплитуда - до 20 µV.
- Гама ритъм: честота - 30 или повече, амплитуда - не повече от 15 µV.
- Делта ритъм: честота - 1-4 Hz, амплитуда - 100-200 µV.
- Тета ритъм: честота - 4-8 Hz, амплитуда - 20-100 µV.
- Ритъм на капа: честота - 8-13 Hz, амплитуда - 5-40 µV.
- Му ритъм: честота - 8-13 Hz, амплитуда - средно 50 µV.
Заключение ЕЕГ на здрав човек се състои само от такива показатели.
Видове ЕЕГ
Налични са следните видове електроенцефалография:
- Нощна ЕЕГ на мозъка с видеосъпровождане. По време на изследването се записват електромагнитните вълни на мозъка, а видео и аудио изследванията позволяват да се оцени поведенческата и двигателната активност на пациента по време на сън. Ежедневният мониторинг на мозъчните ЕЕГ се използва, когато е необходимо да се потвърди диагнозата епилепсия с комплексен произход или да се установят причините за конвулсивни припадъци.
- Картиране на мозъка. Това разнообразие ви позволява да картографирате мозъчната кора и да отбележите върху него патологичните появяващи се лезии.
- Електроенцефалография с биофидбек. Използва се за обучение на мозъчен контрол. Така, когато изследва звукови или светлинни стимули, той вижда своя енцефалограма и се опитва да промени психически показателите си. Има малко информация за този метод и е трудно да се оцени неговата ефективност. Твърди се, че се използва при пациенти, които имат резистентност към антиепилептични лекарства.
Показания за назначаване
Електрофизиологични изследователски методи, включително ЕЕГ, са показани в такива случаи:
- За първи път се установи конвулсивен припадък. Конвулсивни припадъци. Подозира се епилепсия. В този случай EEG разкрива причината за заболяването.
- Оценка на ефективността на лекарствената терапия за епилепсия, която е добре контролирана и резистентна към лекарства.
- Прехвърлени наранявания на главата.
- Съмнение за неоплазма в черепната кухина.
- Нарушение на съня
- Патологични функционални състояния, невротични разстройства като депресия или неврастения.
- Оценка на работата на мозъка след инсулт.
- Оценка на инволюционни промени при пациенти в напреднала възраст.
Противопоказания
Мозъчен ЕЕГ е абсолютно безопасен неинвазивен метод. Той регистрира електрически промени в мозъка чрез премахване на потенциалите с електроди, които не влияят неблагоприятно на тялото. Ето защо, електроенцефалограмата няма противопоказания и може да се проведе при всеки пациент, който има мозък.
Как да се подготвим за процедурата
- В продължение на 3 дни пациентът трябва да се откаже от антиконвулсивната терапия и други средства, засягащи работата на централната нервна система (транквилизатори, анксиолитици, антидепресанти, психостимуланти, хипнотици). Тези лекарства влияят на инхибирането или възбуждането на мозъчната кора, поради което ЕЕГ ще показва фалшиви резултати.
- За 2 дни трябва да направите малка диета. Напитки, съдържащи кофеин или други стимулатори на нервната система, трябва да се изхвърлят. Не се препоръчва да се пие кафе, силен чай, Coca-Cola. Черният шоколад също трябва да бъде ограничен.
- Подготовката за изследването включва шампоан: сензорите за запис се поставят върху космата част, така че чистата коса ще осигури по-добър контакт.
- Преди проучването не се препоръчва да се прилага лак за коса, гел и други козметични продукти, които променят плътността и консистенцията на косата.
- Два часа преди изследването не може да се пуши: никотинът стимулира централната нервна система и може да наруши резултатите.
Подготовката за ЕЕГ на мозъка ще покаже добър и надежден резултат, който не изисква повторни изследвания.
Как е процедурата
Описание на процеса на примера на EEG видео наблюдение. Проучването е ден и нощ. Първият обикновено започва от 9:00 до 14:00 часа. Нощната опция обикновено започва в 21:00 часа и завършва в 9:00 часа. Продължава цяла нощ.
Преди началото на диагностиката капачката на електрода се поставя върху пробната капачка и се поставя гел под сензорите, което подобрява проводимостта. Устройството е закрепено върху главата със скоби и закопчалки. Капачката се поставя върху главата на лицето по време на цялата процедура. ЕЕГ капсулата за деца под 3 години се подсилва допълнително поради малкия размер на главата.
Всички изследвания се провеждат в оборудвана лаборатория, където има тоалетна, хладилник, електрическа кана и вода. Ще разговаряте с лекар, който трябва да разбере вашето текущо състояние и готовност за процедурата. Първо, част от изследването се провежда по време на активно будност: пациентът чете книга, гледа телевизия, слуша музика. Вторият период започва по време на сън: биоелектричната активност на мозъка се оценява по време на бавната и бърза фаза на сън, оценяват се поведенчески актове по време на сънища, броят на събужданията и други звуци, като хъркане или разговор по време на сън. Третата част започва след събуждане и фиксира мозъчната активност след сън.
По време на курса може да се използва фотостимулация с ЕЕГ. Тази процедура е необходима за оценка на разликата между мозъчната активност по време на лишаването на външни стимули и по време на доставянето на светли стимули. Какво се отбелязва на електроенцефалограмата по време на фотостимулацията:
- намаляване на амплитудата на ритмите;
- фотомиоклония - на ЕЕГ се появяват полипикове, които се придружават от потрепване на мускулите на лицето или мускулите на крайниците;
Фотостимулацията може да предизвика епилептични реакции или епилептичен припадък. С този метод можете да диагностицирате латентна епилепсия.
За диагностициране на латентна епилепсия се използва и проба с хипервентилация по време на ЕЕГ. От субекта се иска да диша редовно в продължение на 4 минути. Този метод на провокация позволява да се открие епилептиформна активност на електроенцефалограма или дори да се предизвика генерализиран конвулсивен припадък от епилептичен характер.
Дневната електроенцефалография се извършва по подобен начин. Извършва се в състояние на активно или пасивно събуждане. По времето, когато се прави от един до два часа.
Как да намерим ЕЕГ да не открие нищо? Електрическата активност на мозъка показва най-малките промени във вълновата активност на мозъка. Следователно, ако има патология, например епилепсия или нарушения на кръвообращението, специалистът ще го идентифицира. Нормата и патологията на ЕЕГ са винаги видими, въпреки всички опити за скриване на неприятни резултати.
Когато е невъзможно да се транспортира пациента, мозъчната ЕЕГ се извършва у дома.
За деца
Децата правят ЕЕГ по подобен алгоритъм. Детето се поставя върху мрежеста капачка с фиксирани електроди и се налага върху главата, преди да обработи повърхността на главата с проводящ гел.
Как да се подготвим: процедурата не причинява дискомфорт или болка. Въпреки това, децата все още са уплашени, защото са в кабинета на лекаря или в лабораторията, които от самото начало формират отношение, което ще бъде неприятно. така, преди процедурата, детето трябва да бъде обяснено какво точно ще се случи с него и че изследването не е болезнено.
Хиперактивното дете може да бъде седирано или хипнотично преди тестването. Това е необходимо, така че по време на проучването, допълнителните движения на главата или шията да не премахнат контакта на сензорите и главата. Изследванията на бебетата се провеждат в сън.
Резултат и декодиране
Провеждането на ЕЕГ на мозъка дава графичен резултат от биоелектричната активност на централната нервна система. Това може да бъде запис на лента или изображение на компютър. Декодирането на електроенцефалограми е анализ на вълнови индекси и ритми. Така получените цифри се сравняват с нормалната честота и амплитудата.
Съществуват следните видове аномалии на ЕЕГ.
Нормални индикатори или организиран тип. Характеризира се с основния компонент (алфа вълни), който има редовни и редовни честоти. Вълните са гладки. Бета ритмите са предимно от средна или висока честота с малка амплитуда. Бавните вълни са малко или почти не са изразени.
- Първият тип е разделен на два подтипа:
- опция за идеална цена; тук вълните не се променят по принцип;
- фини нарушения, които не засягат работата на мозъка и психичното състояние на човека.
- Хиперсинхронен тип. Характеризира се с висок вълнов индекс и повишена синхронизация. Въпреки това вълните запазват структурата си.
- Нарушение на синхронизацията (плосък тип ЕЕГ или десинхронен тип ЕЕГ). Тежестта на алфа активността намалява с увеличаване на активността на бета вълните. Всички други ритми са в нормални граници.
- ЕЕГ неорганизиран тип с изразени алфа вълни. Характеризира се с висока активност на алфа ритъма, но тази активност е неравномерна. Неорганизираният тип на ЕЕГ с алфа ритъм не притежава достатъчна активност и може да бъде записан във всички части на мозъка. Също така са отчетени висока активност на бета, тета и делта вълни.
- Прекъсване на ЕЕГ с преобладаване на делта и тета ритмика. Характеризира се с ниска алфа вълнова активност и висока бавна ритъмна активност.
Първият тип: електроенцефалограмата показва нормална мозъчна активност. Вторият тип отразява слабо активиране на мозъчната кора, по-често показва неизправност на мозъчния ствол с нарушение на активиращата функция на ретикуларната формация. Третият тип отразява повишеното активиране на мозъчната кора. Четвъртият тип ЕЕГ показва дисфункция в работата на регулаторните системи на централната нервна система. Петият тип отразява органичните промени в мозъка.
Първите три вида при възрастни възникват или нормално, или с функционални промени, например невротични разстройства или шизофрения. Последните два вида показват постепенни органични промени или началото на дегенерация на мозъка.
Промените в електроенцефалограма често са неспецифични, но някои патогномонични нюанси предполагат специфично заболяване. Например, дразнещи промени в ЕЕГ - типични неспецифични показатели, които могат да се появят при епилепсия или съдови заболявания. При тумор, например, активността на алфа и бета вълните намалява, въпреки че това се счита за дразнещи промени. Раздразнителните промени имат такива показатели: алфа вълните стават по-остри, активността на бета вълните се увеличава.
Фокалните промени могат да бъдат записани на електроенцефалограмата. Такива индикатори показват фокална дисфункция на нервните клетки. Обаче, неспецифичността на тези промени не позволява ограничителна линия между мозъчния инфаркт или нагъването, тъй като във всеки случай ЕЕГ ще покаже същия резултат. Известно е обаче, че умерените дифузни промени показват органична патология, а не функционална.
Най-голямата стойност на ЕЕГ е за диагностициране на епилепсия. Епилептичните явления са фиксирани между отделните атаки върху лентата. В допълнение към откритата епилепсия, такива явления се записват при хора, които все още не са диагностицирани с "епилепсия". Епилептичните модели се състоят от шипове, остри ритми и бавни вълни.
Въпреки това, някои от индивидуалните характеристики на мозъка могат да произведат сраствания дори в случаите, когато човек не е болен от епилепсия. Това се случва в 2%. Въпреки това, при хора, страдащи от епилепсия, епилептичните сраствания се регистрират в 90% от всички диагностични случаи.
Също така, като използвате електроенцефалография, можете да определите разпространението на конвулсивна мозъчна активност. Така, ЕЕГ ви позволява да установите: патологичната активност се простира до цялата кора на мозъка или само до някои от неговите части. Това е важно за диференциалната диагноза на формите на епилепсия и избора на тактика на лечение.
Генерализираните припадъци (гърчове в цялото тяло) са свързани с двустранна патологична активност и полиспайк. Така се установява такава взаимовръзка:
- Частичните епилептични припадъци корелират със сраствания в предната темпорална извивка.
- Нарушена чувствителност при епилепсия или преди тя се свързва с патологична активност в близост до сулуса на Роланд.
- Визуалните халюцинации или намалената точност на зрението по време или преди припадък се свързват със сраствания в проекцията на тилната кортекс.
Някои синдроми на ЕЕГ:
- Hypsarrhythmia. Синдромът се проявява като нарушение на ритъма на вълните, появата на остри вълни и полиспик. Проявява се с инфантилни спазми и синдром на Уест. Най-често потвърждава дифузно нарушение на регулаторните функции на мозъка.
- Проявлението на полиспайков с честота 3 Hz показва малък епилептичен припадък, например такива вълни се появяват в състояние на отсъствие. Тази патология се характеризира с внезапно спиране на съзнанието за няколко секунди с запазване на мускулния тонус и при липса на реакция към външни стимули.
- Групата на полиспайките вълни показва класически генерализиран епилептичен припадък с тонични и клонични конвулсии.
- Нискочестотните вълни (1-5 Hz) при деца под 6-годишна възраст отразяват дифузни промени в мозъка. В бъдеще тези деца са склонни да нарушават психомоторното развитие.
- Прилепвания в проекцията на временните извивки. Те могат да бъдат свързани с доброкачествена епилепсия при деца.
- Доминиращата бавно-вълнова активност, по-специално делта ритми, показват органично увреждане на мозъка като причина за конвулсивни припадъци.
Според електроенцефалографията може да се прецени състоянието на съзнанието у пациентите. Така че, на лентата има голямо разнообразие от специфични особености, които могат да предложат качествено или количествено увреждане на съзнанието. Тук често се проявяват неспецифични промени, като например при токсична енцефалопатия. В повечето случаи патологичната активност на електроенцефалограмата отразява органичната природа на нарушението, а не функционална или психогенна.
На какво основание се определя от нарушеното съзнание на ЕЕГ на фона на метаболитни нарушения:
- В състоянието на кома или сопора високата активност на бета вълните показва наркотична интоксикация.
- Трифазните широки вълни в проекцията на фронталните дялове говорят за чернодробна енцефалопатия.
- Намаляването на активността на всички вълни показва намаляване на функционалността на щитовидната жлеза и хипотиреоидизма като цяло.
- В състояние на кома на фона на диабета, ЕЕГ показва вълнова активност при възрастни, подобна на епилептичните явления.
- В състояние на липса на кислород и хранителни вещества (исхемия и хипоксия), ЕЕГ предизвиква бавни вълни.
Следните параметри на ЕЕГ показват дълбока кома или възможна смърт.
- Алфа кома Алфа вълните се характеризират с парадоксална активност, особено ясно записана в проекцията на фронталните лобове на мозъка.
- Спонтанни неврални вълни, които се редуват с редки вълни с високо напрежение, показват силно намаление или пълна липса на мозъчна активност.
- "Електрическа тишина на мозъка" се характеризира с генерализирани полиспайки и островни ритми.
Заболявания на мозъка на фона на инфекцията проявяват неспецифични бавни вълни:
- Херпес симплекс вирус или енцефалит се характеризира с бавни ритми в проекцията на темпоралната и фронталната кора.
- Генерализираният енцефалит се характеризира с редуване на бавни и остри вълни.
- Болестта на Кройцфелд-Якоб се проявява в ЕЕГ чрез три- и двуфазни остри вълни.
ЕЕГ се използва при диагностицирането на мозъчната смърт. Така, при смъртта на кората на мозъчната активност на електрическите потенциали колкото е възможно намалява. Пълното спиране на електрическата дейност обаче не винаги е окончателно. Така, биопотенциалното притъпяване може да бъде временно и обратимо, като, например, в случай на предозиране на наркотици, спиране на дишането
В вегетативно състояние на централната нервна система, ЕЕГ показва изоелектрична активност, която показва пълната смърт на мозъчната кора.
За деца
Колко често можете да правите: броят на процедурите не е ограничен, тъй като изследването е безвредно.
ЕЕГ при деца има особености. Електроенцефалограмата показва при деца под една година (пълноценна и безболезнена детска) периодични нискоамплитудни и генерализирани бавни вълни, основно делта ритъм. Тази дейност няма симетрия. В проекцията на фронталните лобове и париеталната кора амплитудата на вълните се увеличава. Бавно-вълновата активност на ЕЕГ при дете на тази възраст е норма, тъй като регулаторните системи на мозъка все още не са формирани.
Нормите на ЕЕГ при деца на възраст от един месец до три: амплитудата на електрическите вълни се увеличава до 50-55 µV. Налице е постепенно установяване на ритъма на вълните. ЕЕГ резултатите при деца на три месеца: му-ритъм с амплитуда от 30-50 μV се записва в челните лобове. Също така е записана асиметрията на вълните в лявото и дясното полукълбо. Чрез 4-месечен живот ритмичната активност на електрическите импулси се записва в проекцията на фронталната и тилната кортекс.
Декодиране на ЕЕГ при деца на една година от живота. Електроенцефалограмата показва алфа-ритмични колебания, които се редуват с бавни делта вълни. Алфа вълните се характеризират с нестабилност и липса на ясен ритъм. Тета ритъмът и делта ритъмът (50%) доминират в 40% от цялата електроенцефалограма.
Декодиране на показатели при деца на две години. Активността на алфа вълните се записва във всички проекции на мозъчната кора като признак на постепенно активиране на централната нервна система. Също така белязана бета активност.
ЕЕГ при деца на 3-4 години. В електроенцефалограмата доминира тета ритъм, в проекцията на тилната кортекс доминират бавни делта вълни. Алфа ритмите също присъстват, но те са едва забележими на фона на бавни вълни. По време на хипервентилация (активно принудително дишане) вълните се изострят.
На възраст от 5-6 години, вълните се стабилизират и стават ритмични. Алфа вълните вече приличат на алфа активност при възрастни. Бавните вълни от тяхната редовност вече не се припокриват с алфа вълни.
ЕЕГ при деца от 7 до 9 години регистрира активността на алфа ритмите, но в по-голяма степен тези вълни се записват в проекцията на темата. Бавните вълни отстъпват на заден план: активността им е не повече от 35%. Алфа вълните съставляват около 40% от цялата ЕЕГ, а тета - не повече от 25%. Бета активността се регистрира във фронталната и темпоралната кора.
Електроенцефалограма при деца на възраст 10-12 години. Техните алфа вълни са почти узрели: те са организирани и ритмични, доминират в цялата графика. Активността на Алфа представлява приблизително 60% от общата ЕЕГ. Тези вълни показват най-високо напрежение в областите на фронталните, темпоралните и париеталните дялове.
ЕЕГ при деца на възраст от 13 до 16 години. Образуването на алфа вълни е завършило. Биоелектричната активност на мозъка при здрави деца придоби характеристиките на мозъчната активност на здравия възрастен. Алфа активността доминира във всички части на мозъка.
Показанията за процедурата при деца са същите като при възрастни. Децата ЕЕГ са предназначени главно за диагностициране на епилепсия и установяване на характера на припадъци (епилептични или неепилептични).
Конвулсиите с неепилептичен характер се проявяват със следните показатели за ЕЕГ:
- Избухванията на делта и тета вълни са синхронни в лявото и дясното полукълбо, те са генерализирани и най-вече се изразяват в париеталните и фронталните дялове.
- Тета вълните са синхронни от двете страни и се характеризират с ниска амплитуда.
- На ЕЕГ се записват дъгообразни сраствания.
Епилептична активност при деца:
- Всички вълни са заточени, синхронни от двете страни и обобщени. Често се случват внезапно. Може да възникне в отговор на отварянето на очите.
- Бавните вълни се изстрелват в проекцията на челните и задните дялове. Те се регистрират в будност и изчезват, ако детето затвори очи.
Електрически прояви на мозъчната дейност.
Още през 1875 г. Ричард Катон (Caton) показа, че с помощта на електрод, приложен към повърхността на мозъка на животното, е възможно да се регистрира електрическа активност под формата на вълни. Правдич-Немински през 1925 г. демонстрира възможността за отклоняване на потенциалите през непокътнат череп.
Първото олово от човешкия мозък е направено от Hans Berger (Berger) през 1924 г.; До 1938 г. Бергер публикува около 20 творби под едно заглавие: "За човешката електроенцефалограма".
Общата биоелектрична активност на мозъка.
Ако индикаторите за биоелектричната активност на мозъка се регистрират чрез микроелектроди, те отразяват активността на локалната (до 100 μm в диаметър) част на мозъка и се наричат фокална активност.
Когато електродът е разположен в субкортикалната структура, записаната активност се нарича субкортикограма. Ако електродът се намира в кората на мозъка (или на повърхността на мозъка) - електрокортикограма (ECOG).
Когато електродът е разположен на повърхността на скалпа, се записва общата активност на кората и на подкорковите структури - електроенцефалограма (ЕЕГ).
Всички видове мозъчна активност са придружени от определени ритми на електрически колебания, които са обект на усилване и отслабване (фиг. 17; фиг. 18).
При човек в покой, при липса на външни стимули, алфа ритъмът най-често преобладава в ЕЕГ: честота 8-13 Hz, амплитуда 50 µV.
Преходът към активност води до промяна в алфа ритъма до по-бърз бета ритъм с честота 14-30 Hz, с амплитуда от 25 µV. Бета-подобна активност се наблюдава и при "парадоксалните" фази на "бързия" сън (придружени от бързи движения на очите).
Преходът от състоянието на покой към състоянието на фокусирано внимание, или, обратно, към сън (сънливост) се съпътства от развитието на тита ритъм: 4-8 Hz, амплитуда 100 µV.
Делта ритъм - честотата от 0.5-3.5 Hz, амплитудата от 200-300 μV, се записва по време на дълбок "бавен" сън.
Механизмите на поява на ЕЕГ и ECOG, взети от повърхността на кората, са едни и същи. Въпреки това, амплитудата на ЕЕГ зъбите е по-ниска поради електрическото съпротивление на тъканите между повърхността на мозъчната кора и записващите електроди. Честотата на вълните на ЕЕГ също е малко по-ниска, тъй като поради по-голямото разстояние на електродите от потенциалните генератори на електрическа активност се записва активността на по-обширните области на кората и бързите колебания на потенциалите се компенсират взаимно.
Общите биоелектрични процеси в мозъчната кора са тясно свързани с динамиката на зарядите на мембраните на невроните, глията, с процесите в синапсите, дендритите, аксоновите хълмове, в аксона.
Първоначалните хипотези свързват процеса на формиране на ECOG (съответно с ЕЕГ) главно със сумирането на PD. Въпреки това, продължителността на PD на невроните в кората е 0.5 - 2 ms.
В момента се смята, че ECOG отразява предимно постсинаптичната активност на кортикалните неврони. Невроните на PSP в кората са по-дълги от тези на моторните неврони. Възходящата фаза на VPSP продължава няколко ms, а низходящата фаза продължава 10-30 ms. TPSP на кортикалните неврони е дори по-дълъг - 70-150 ms. Донякъде опростяване на ситуацията, може да се каже, че положителното отклонение на потенциала на повърхността на кората се причинява от инхибиращите постсинаптични потенциали в повърхностните слоеве на кората или от вълнуващите постсинаптични потенциали в дълбоките й слоеве, а отрицателното отклонение - от противоположни причини.
Фиг. 17. Основни ЕЕГ ритми.
1 - алфа ритъм; 2 - бета ритъм; 3 - тета ритъм; 4 - делта ритъм.
Ритъмът на активността на кората се индуцира главно от активността на субкортикалните структури. По-специално, таламусът е особено важен за проявлението на алфа активността. Таламичните пейсмейкъри (пейсмейкъри) са способни да генерират и поддържат ритмична активност благодарение на техните стимулиращи и инхибиращи връзки. Тази активност се променя от връзките на таламуса с други структури на мозъка. Ретикуларната формация има особено изразен синхронизиращ (ритмично генериращ) и десинхронизиращ (ритмично потискащ) ефект върху таламуса.
Фиг. 18. Етапи на ЕЕГ.
а - възбудено състояние, проявяващо се под формата на бета и по-бързи ритми с малка амплитуда; А - състояние на спокоен будност със затворени очи в тъмното, най-често се характеризира с изразен алфа ритъм; Б - леко полу-спално състояние, вместо алфа ритъм се появяват нередовни колебания с различни честоти, понякога стабилен тета ритъм, понякога смес от делта и тета вълни; C - началната фаза на съня, има делта вълни с голяма амплитуда, сред които се появяват вълни на ритъма на вретеното (13,5 - 14 Hz); D и E са етапите на по-дълбок "бавно вълнов" сън с добре дефинирани големи делта вълни, тъй като сънят се задълбочава, настъпва известно намаляване на честотата и амплитудата на трептенията.
Евокирани потенциали (VP).
Когато на фона на латентността (или на друго състояние) се появи бързо нарастващо дразнене, ЕП се записват в ЕЕГ - т.е. синхронна реакция на много неврони в дадена зона към стимул. Компонентите на въздушното пространство, броят и естеството на колебанията зависят от адекватността на стимула спрямо зоната на регистрация на въздушното пространство. VP може да се състои от първични или първични и вторични отговори (фиг. 19). Фиг. 19. Евокираният потенциал в зрителната кора да стимулира светлината.
1 - положителна флуктуация; 2 - първично отрицателно флуктуация; 3 - вторични трептения.
Първичните отговори се записват в първичните области на кората на анализатора с подходящ стимул за този анализатор. Те се характеризират с кратък латентен период, двуфазно колебание: първоначално положително, а след това отрицателно. Образува се чрез краткосрочна синхронизация на активността на близките неврони.
Вторичните реакции са по-променливи в латентни периоди, продължителност и амплитуда, покриват по-обширна кортикална област. Те често се появяват при сигнали, които не само са подходящи за този анализатор, но и имат определен семантичен товар.
Стойността на регистрацията на ЕП е способността да се прецени от тези данни за безопасността на периферните и субкортикалните сензорни пътища.
Постоянен потенциал на мозъчната кора.
Обикновено между повърхността на кората и подлежащата бяла материя или между кората на главния мозък и индиферентния електрод, отстранен от него, има постоянна повърхностно-отрицателна потенциална разлика от порядъка на няколко mV. Тези постоянни потенциали също са променливи, но честотата на техните колебания е много по-ниска от тази на ECOG. Например, в съня, потенциалът на повърхността на кората става положителен и когато събуждането или повишаването на поведенческата активност става по-негативно. Локални или генерализирани конвулсивни импулси, нарушения в транспорта на дихателните газове също водят до характерни промени в постоянния потенциал.
Няма общоприето мнение за произхода на постоянните потенциали на кората. Вероятно отрицателните промени се дължат на деполяризацията на апикалните дендрити в слоеве I и II, причинени от активността на неспецифични таламични аференти. Косвено, постоянните потенциали могат да бъдат повлияни от глиални клетки.
Дата на добавяне: 2017-03-12; Видян: 1892; РАБОТА ЗА ПИСАНЕ НА ПОРЪЧКА
Човешки мозък
ЧОВЕШКА ГЛАВА, орган, който координира и регулира всички жизнени функции на тялото и контролира поведението. Всички наши мисли, чувства, усещания, желания и движения са свързани с работата на мозъка и ако тя не функционира, човек отива в вегетативно състояние: загубва се способността за всякакви действия, усещания или реакции на външни влияния. Тази статия се фокусира върху човешкия мозък, по-сложен и високо организиран от мозъка на животните. Въпреки това, съществуват значителни сходства в структурата на човешкия мозък и други бозайници, както, всъщност, повечето видове гръбначни животни.
Централната нервна система (ЦНС) се състои от мозъка и гръбначния мозък. Тя е свързана с различни части на тялото чрез периферни нерви - двигателни и сетивни. Виж също НЕРВНА СИСТЕМА.
Мозъкът е симетрична структура, както повечето други части на тялото. При раждане теглото му е около 0,3 кг, а при възрастен - приблизително. 1,5 кг. При външно изследване на мозъка, вниманието се привлича предимно от две големи полукълба, които крият по-дълбоки образувания под тях. Повърхността на полукълба е покрита с жлебове и витки, които увеличават повърхността на кората (външния слой на мозъка). Зад малък мозък е поставена, повърхността на която е по-тънко нарязана. Под големите полукълба се намира мозъчният ствол, който преминава в гръбначния мозък. Нервите напускат ствола и гръбначния мозък, по които се предава информация от вътрешните и външните рецептори към мозъка и сигналите към мускулите и жлезите протичат в обратна посока. 12 чифта черепни нерви се отдалечават от мозъка.
Вътре в мозъка се отличава сивото вещество, състоящо се главно от тела на нервните клетки и образуващи кора, и бяла материя - нервни влакна, които образуват проводящи пътища (тракти), свързващи различни части на мозъка, и също образуват нерви, които излизат извън CNS и отиват на различни органи.
Мозъкът и гръбначният мозък са защитени от костни случаи - черепа и гръбначния стълб. Между черупката на мозъка и костните стени са разположени три черупки: външната обвивка е твърдата мозъчна обвивка, вътрешната обвивка е мека, а между тях е тънката арахноидна обвивка. Пространството между мембраните е изпълнено с цереброспинална (цереброспинална) течност, която е сходна по състав с кръвната плазма, произведена в интрацеребралните кухини (мозъчни вентрикули) и циркулира в мозъка и гръбначния мозък, снабдявайки я с хранителни вещества и други фактори необходими за живота.
Кръвоснабдяването на мозъка се осигурява предимно от каротидните артерии; в основата на мозъка, те са разделени на големи клони, които отиват в различните му раздели. Въпреки че теглото на мозъка е само 2,5% от телесното тегло, то постоянно, ден и нощ, получава 20% от кръвта, циркулираща в тялото и съответно кислород. Енергийните резерви на самия мозък са изключително малки, така че е изключително зависим от снабдяването с кислород. Съществуват защитни механизми, които могат да поддържат мозъчния кръвоток при кървене или нараняване. Особеност на мозъчното кръвообращение е и наличието на т.нар. кръвно-мозъчна бариера. Състои се от няколко мембрани, ограничаващи пропускливостта на съдовите стени и потока на много съединения от кръвта в веществото на мозъка; По този начин тази бариера изпълнява защитни функции. Например, много лекарствени вещества не проникват през нея.
МЕХАНИЧНИ КЛЕТКИ
ЦНС клетките се наричат неврони; тяхната функция е обработката на информация. В човешкия мозък от 5 до 20 милиарда неврони. Структурата на мозъка включва също глиални клетки, има около 10 пъти повече от невроните. Глия запълва пространството между невроните, оформяйки поддържащия скелет на нервната тъкан, и също изпълнява метаболитни и други функции.
Невронът, както всички други клетки, е заобиколен от полупропусклива (плазмена) мембрана. От клетъчното тяло се отклоняват два вида процеси - дендрити и аксони. Повечето неврони имат много разклоняващи се дендрити, но само един аксон. Дендритите обикновено са много къси, а дължината на аксона варира от няколко сантиметра до няколко метра. Тялото на неврона съдържа ядрото и другите органели, същото както в други клетки на тялото (вж. Също CELL).
Нервни импулси.
Предаването на информация в мозъка, както и на нервната система като цяло, се извършва чрез нервни импулси. Те се разпространяват по посока от клетъчното тяло до крайната част на аксона, която може да се разклони, образувайки набор от завършвания в контакт с други неврони през тесен процеп, синапса; предаването на импулси през синапса се медиира от химикали - невротрансмитери.
Нервният импулс обикновено произхожда от дендрити - тънки разклонителни процеси на неврон, които се специализират в получаване на информация от други неврони и го предават на тялото на неврон. На дендрити и в по-малък брой има хиляди синапси върху клетъчното тяло; Чрез синапсите аксонът, който пренася информация от тялото на неврона, го предава на дендритите на други неврони.
Краят на аксона, който формира пресинаптичната част на синапса, съдържа малки везикули с невротрансмитер. Когато импулсът достигне пресинаптичната мембрана, невротрансмитерът от везикула се освобождава в синаптичната цепнатина. Краят на аксона съдържа само един вид невротрансмитер, често в комбинация с един или няколко вида невромодулатори (виж по-долу Brain Neurochemistry).
Невротрансмитерът, освободен от пресинаптичната мембрана на аксона, се свързва с рецепторите на дендритите на постсинаптичния неврон. Мозъкът използва различни невротрансмитери, всеки от които е свързан с неговия специфичен рецептор.
Рецепторите на дендритите са свързани с канали в полупроницаема постсинаптична мембрана, която контролира движението на йони през мембраната. В покой, невронът има електрически потенциал от 70 миливолта (потенциал за почивка), докато вътрешната страна на мембраната е отрицателно заредена по отношение на външната. Въпреки че има различни медиатори, всички те имат стимулиращ или инхибиторен ефект върху постсинаптичния неврон. Стимулиращият ефект се осъществява чрез повишаване на потока на определени йони, главно натрий и калий, през мембраната. В резултат на това отрицателният заряд на вътрешната повърхност намалява - настъпва деполяризацията. Спирачният ефект възниква главно чрез промяна в потока на калий и хлориди, в резултат на което отрицателният заряд на вътрешната повърхност става по-голям, отколкото в покой, и се появява хиперполяризация.
Функцията на неврона е да интегрира всички влияния, възприемани чрез синапсите върху тялото и дендритите. Тъй като тези влияния могат да бъдат възбудителни или инхибиторни и да не съвпадат във времето, невронът трябва да изчисли общия ефект на синаптичната активност като функция на времето. Ако възбудителният ефект преобладава над инхибитора и мембраната деполяризира над прагова стойност, се активира определена част от невронната мембрана - в областта на основата на неговия аксон (аксон туберкула). Тук, в резултат на отварянето на каналите за натриеви и калиеви йони, възниква потенциал за действие (нервен импулс).
Този потенциал се разпространява по протежение на аксона до края му със скорост от 0.1 m / s до 100 m / s (колкото по-дебел е аксонът, толкова по-висока е скоростта на провеждане). Когато потенциалът за действие достигне края на аксона, се активира друг тип йонни канали, в зависимост от потенциалната разлика, калциевите канали. Калцият преминава през него в аксона, което води до мобилизиране на везикули с невротрансмитер, който се приближава до пресинаптичната мембрана, слива се с него и освобождава невротрансмитера в синапса.
Миелинови и глиални клетки.
Много аксони са покрити с миелинова обвивка, която се образува от многократно усукана мембрана на глиалните клетки. Миелинът се състои главно от липиди, което придава характерен вид на бялото вещество на мозъка и гръбначния мозък. Благодарение на миелиновата обвивка се увеличава скоростта на осъществяване на потенциала на действие по аксона, тъй като йони могат да се движат през мембраната на аксона само на места, които не са покрити с миелин - т.нар. прихващания Ранвие. Между прихващанията импулсите се провеждат през миелиновата обвивка като чрез електрически кабел. Тъй като отварянето на канала и преминаването на йони през него отнема известно време, елиминирането на постоянното отваряне на каналите и ограничаването на техния обхват до малки мембранни зони, които не са покрити от миелин, ускорява проводимостта на аксоните с около 10 пъти.
Само част от глиалните клетки участва в образуването на миелиновата обвивка на нервите (клетки на Schwann) или нервните пътища (олигодендроцити). Много по-многобройни глиални клетки (астроцити, микроглиоцити) изпълняват други функции: формират поддържащия скелет на нервната тъкан, осигуряват неговите метаболитни нужди и се възстановяват от наранявания и инфекции.
КАК РАБОТИ МОЗЪК
Обмислете един прост пример. Какво става, когато вземем молив на масата? Светлината, отразена от молива, се фокусира в окото с лещата и се насочва към ретината, където се появява изображението на молива; тя се възприема от съответните клетки, от които сигналът отива към главните чувствителни предавателни ядра на мозъка, разположени в таламуса (зрителния тубур), главно в тази част, която се нарича странично геникулиращо тяло. Има активирани многобройни неврони, които отговарят на разпределението на светлината и тъмнината. Аксоните на невроните на латералното коляно тяло отиват в първичната зрителна кора, разположена в тилния дял на големите полукълба. Импулсите, които идват от таламуса към тази част на кората, се трансформират в сложна последователност от изхвърляния на кортикални неврони, някои от които реагират на границата между молива и масата, други - към ъглите на изображението с молив и т.н. От първичната зрителна кора информацията за аксоните навлиза в асоциативния визуален кортекс, където се извършва разпознаване на образи, в този случай молив. Разпознаването в тази част на кората се основава на предварително натрупаното познание за външните очертания на обектите.
Планирането на движението (т.е. вземане на молив) е вероятно да се случи в кората на фронталните лобове на мозъчните полукълба. В същата област на кората се намират двигателните неврони, които дават команди на мускулите на ръката и пръстите. Подходът на ръката към молива се контролира от зрителната система и интерорецепторите, които възприемат положението на мускулите и ставите, информацията от която влиза в централната нервна система. Когато вземем молив в ръка, рецепторите на пръстите, които възприемат натиска, ни казват дали пръстите държат молива добре и какво усилие трябва да бъде задържането му. Ако искаме да напишем името си с молив, трябва да активираме друга информация, съхранявана в мозъка, която осигурява това по-сложно движение, а визуалният контрол ще помогне за увеличаване на неговата точност.
В примера по-горе може да се види, че извършването на сравнително просто действие включва обширни области на мозъка, простиращи се от кората на мозъка до подкорковите области. С по-сложни поведения, свързани с речта или мисленето, се активират други невронни вериги, обхващащи дори по-обширни области на мозъка.
ОСНОВНИ ЧАСТИ НА МОЗГА
Мозъкът може да бъде разделен на три основни части: предния мозък, мозъчния ствол и малкия мозък. В мозъка се секретират мозъчните полукълба, таламусът, хипоталамусът и хипофизната жлеза (една от най-важните невроендокринни жлези). Мозъчният ствол се състои от продълговатия мозък, моста (pons) и средния мозък.
Големи полукълба
- най-голямата част от мозъка, компонентът при възрастни около 70% от теглото му. Обикновено полукълбите са симетрични. Те са взаимосвързани с масивен сноп от аксони (corpus callosum), осигуряващ обмен на информация.
Всяко полукълбо се състои от четири лоба: предна, теменна, темпорална и тилна. Кортексът на фронталните дялове съдържа центрове, които регулират двигателната активност, както и, вероятно, центрове за планиране и предвиждане. В кората на теменните дялове, разположени зад фронталните, се появяват зони на телесни усещания, включително усещане за допир и чувство на ставите и мускулите. Настрани от теменния дял се присъединява темпоралният лоб, в който се намира първичната слухова кора, както и центровете на речта и други по-високи функции. Задната част на мозъка заема тилната част, разположена над малкия мозък; кората му съдържа зони на зрителни усещания.
Зоните на кората, които не са пряко свързани с регулирането на движенията или анализа на сензорната информация, се наричат асоциативен кортекс. В тези специализирани зони се формират асоциативни връзки между различни области и части на мозъка и информацията, която идва от тях, е интегрирана. Асоциативната кора осигурява такива сложни функции като учене, памет, реч и мислене.
Подкоркови структури.
Под кората се намират редица важни мозъчни структури или ядра, които са групи от неврони. Те включват таламуса, базалните ганглии и хипоталамуса. Таламусът е основното сензорно предаващо ядро; той получава информация от сетивата и от своя страна го препраща към подходящите части на сетивната кора. Съществуват и неспецифични зони, които са свързани с почти целия кортекс и вероятно осигуряват процесите на неговото активиране и поддържане на будност и внимание. Базалните ганглии са съвкупност от ядра (така наречената черупка, бледа топка и опадно ядро), които участват в регулирането на координирани движения (започват и спират).
Хипоталамусът е малка област в основата на мозъка, която се намира под таламуса. Богат на кръв, хипоталамусът е важен център, който контролира хомеостатичните функции на тялото. Той произвежда вещества, които регулират синтеза и отделянето на хипофизни хормони (виж също ХИПОФИЗА). В хипоталамуса има много ядра, които изпълняват специфични функции, като регулиране на метаболизма на водата, разпределение на съхранените мазнини, телесна температура, сексуално поведение, сън и будност.
Мозъчен ствол
разположени в основата на черепа. Той свързва гръбначния стълб с предния мозък и се състои от продълговатия мозък, моста, средата и междинен мозък.
През средния и междинен мозък, както и през целия ствол, преминават моторните пътища, водещи до гръбначния мозък, както и някои чувствителни пътеки от гръбначния стълб до горните части на мозъка. Под средния мозък има мост, свързан с нервните влакна към малкия мозък. Най-долната част на ствола - медулата - директно преминава в гръбначния мозък. В продълговатия мозък се намират центрове, които регулират активността на сърцето и дишането, в зависимост от външните обстоятелства, както и контролират кръвното налягане, стомашната и чревната подвижност.
На нивото на ствола пътищата, свързващи всяко мозъчно полукълбо с малкия мозък, се пресичат. Следователно, всяко от полукълбите контролира противоположната страна на тялото и е свързано с противоположното полукълбо на малкия мозък.
малък мозък
намира се под тилната част на мозъчните полукълба. Чрез пътеките на моста той е свързан с горните участъци на мозъка. Малък мозък регулира фините автоматични движения, координирайки дейността на различни мускулни групи при извършване на стереотипни поведенчески действия; той също постоянно контролира положението на главата, торса и крайниците, т.е. да поддържа баланса. Според последните данни, малкия мозък играе много важна роля в формирането на двигателни умения, допринасяйки за запаметяването на последователността на движенията.
Други системи.
Лимбичната система е широка мрежа от взаимосвързани мозъчни области, които регулират емоционалните състояния, както и осигуряват учене и памет. Ядрата, образуващи лимбичната система, включват амигдалата и хипокампа (включени в темпоралния лоб), както и хипоталамуса и така нареченото ядро. прозрачен септум (разположен в субкортикалните области на мозъка).
Ретикуларната формация е мрежа от неврони, простиращи се по целия ствол до таламуса и допълнително свързани с обширни области на кората. Участва в регулирането на съня и будността, поддържа активното състояние на кората и помага да се съсредоточи вниманието върху определени обекти.
МОЗКОВА ЕЛЕКТРИЧЕСКА ДЕЙНОСТ
С помощта на електроди, поставени на повърхността на главата или въведени в веществото на мозъка, е възможно да се фиксира електрическата активност на мозъка, дължаща се на изхвърлянето на клетките. Записването на електрическа мозъчна активност с електроди на повърхността на главата се нарича електроенцефалограма (ЕЕГ). Той не позволява да се записва изхвърлянето на отделен неврон. Само в резултат на синхронизираната активност на хиляди или милиони неврони, на записаната крива се появяват забележими колебания (вълни).
При постоянна регистрация на ЕЕГ се откриват циклични промени, отразяващи общото ниво на активност на индивида. В състояние на активно събуждане, ЕЕГ улавя нискоамплитудни, неритмични бета вълни. В състояние на спокойна будност със затворени очи преобладават алфа вълни с честота 7-12 цикъла в секунда. Появата на сън се индикира от появата на бавно вълни с висока амплитуда (делта вълни). През периодите на сънуване, бета вълните се появяват отново на ЕЕГ и въз основа на ЕЕГ може да се създаде фалшиво впечатление, че човекът е буден (оттук и терминът "парадоксален сън"). Сънищата често са съпроводени с бързи движения на очите (със затворени клепачи). Затова сънуването се нарича също сън с бързи движения на очите (виж също SLEEP). ЕЕГ ви позволява да диагностицирате някои заболявания на мозъка, по-специално епилепсия (вижте ЕПИЛЕПСИЯ).
Ако регистрирате електрическата активност на мозъка по време на действие на определен стимул (визуален, слухов или тактилен), можете да идентифицирате така наречените. предизвикани потенциали - синхронни разряди на определена група неврони, възникващи в отговор на специфичен външен стимул. Изследването на евокираните потенциали дава възможност да се изясни локализацията на мозъчните функции, по-специално да се асоциира речевата функция с определени области на темпоралния и фронталния дял. Това проучване също помага да се оцени състоянието на сензорните системи при пациенти с нарушена чувствителност.
МОЗЪЧНА НЕВРОХИМИЯ
Най-важните невротрансмитери в мозъка са ацетилхолин, норепинефрин, серотонин, допамин, глутамат, гама-аминомаслена киселина (GABA), ендорфини и енкефалини. В допълнение към тези добре известни вещества, голям брой други, които все още не са проучени, вероятно функционират в мозъка. Някои невротрансмитери действат само в определени области на мозъка. По този начин ендорфините и енкефалините се срещат само в пътищата, водещи до импулси на болка. Други медиатори, като глутамат или GABA, са по-широко разпространени.
Действието на невротрансмитерите.
Както вече беше отбелязано, невротрансмитерите, действащи върху постсинаптичната мембрана, променят неговата проводимост за йони. Често това се случва чрез активиране в постсинаптичния неврон на втората "медиаторна" система, например, цикличен аденозин монофосфат (сАМР). Действието на невротрансмитерите може да се модифицира под влияние на друг клас неврохимични вещества - пептидни невромодулатори. Освободени от пресинаптичната мембрана едновременно с медиатора, те имат способността да усилват или по друг начин да променят ефекта на медиаторите върху постсинаптичната мембрана.
Наскоро откритата ендорфин-енкефалинова система е важна. Енкефалини и ендорфини са малки пептиди, които инхибират провеждането на болкови импулси чрез свързване към рецептори в ЦНС, включително в по-високите зони на кората. Това семейство невротрансмитери потиска субективното усещане за болка.
Психоактивни лекарства
- вещества, които могат специфично да се свързват с определени рецептори в мозъка и да причиняват промени в поведението. Идентифицирани са няколко механизма за тяхното действие. Някои влияят на синтеза на невротрансмитерите, други - на тяхното натрупване и освобождаване от синаптичните везикули (например амфетаминът причинява бързо освобождаване на норепинефрин). Третият механизъм е да се свързва с рецепторите и да имитира действието на естествен невротрансмитер, например, ефектът на LSD (диетиламид на лизергинова киселина) се обяснява с неговата способност да се свързва със серотониновите рецептори. Четвъртият тип лекарствено действие е блокада на рецепторите, т.е. антагонизъм с невротрансмитери. Такива широко използвани антипсихотици като фенотиазини (например, хлорпромазин или аминазин) блокират допаминовите рецептори и по този начин намаляват ефекта на допамина върху постсинаптичните неврони. И накрая, последният общ механизъм на действие е инхибирането на инактивирането на невротрансмитери (много пестициди предотвратяват инактивирането на ацетилхолин).
Отдавна е известно, че морфинът (пречистен продукт от опиев мак) има не само изразен аналгетичен (аналгетичен) ефект, но и способността да причинява еуфория. Затова се използва като лекарство. Действието на морфина е свързано с неговата способност да се свързва с рецепторите на човешката ендорфин-енкефалинова система (вж. Също DRUG). Това е само един от многото примери за факта, че химическо вещество с различен биологичен произход (в този случай, растение) може да повлияе на мозъка на животните и хората, взаимодействайки със специфични невротрансмитерни системи. Друг добре известен пример е кураре, получен от тропическо растение и способен да блокира ацетилхолиновите рецептори. Индианците от Южна Америка са намазали главите на кураре, като използват парализиращия му ефект, свързан с блокадата на невромускулната трансмисия.
ИЗСЛЕДВАНИЯ НА МОЗНИЦИТЕ
Изследването на мозъка е трудно поради две основни причини. Първо, мозъкът, безопасно защитен от черепа, не може да бъде достъпен директно. Второ, невроните на мозъка не се регенерират, така че всяка намеса може да доведе до необратими щети.
Въпреки тези трудности, проучванията на мозъка и някои форми на нейното лечение (предимно неврохирургична интервенция) са известни от древни времена. Археологическите находки показват, че още в древността човекът е разбил черепа, за да получи достъп до мозъка. Особено интензивно изследване на мозъка се провежда по време на войни, когато е възможно да се наблюдават различни наранявания на главата.
Увреждането на мозъка в резултат на нараняване в предната част или увреждане в мирно време е вид експеримент, който унищожава някои части на мозъка. Тъй като това е единствената възможна форма на "експеримент" върху човешкия мозък, друг важен метод за изследване е експерименти върху лабораторни животни. Наблюдавайки поведенческите или физиологичните последици от увреждането на определена мозъчна структура, може да се прецени неговата функция.
Електрическата активност на мозъка при опитни животни се записва, използвайки електроди, поставени на повърхността на главата или мозъка или въведени в веществото на мозъка. По този начин е възможно да се определи активността на малки групи от неврони или отделни неврони, както и да се идентифицират промени в йонните потоци през мембраната. С помощта на стереотаксично устройство, което ви позволява да влезете в електрода в определена точка в мозъка, се разглеждат неговите недостъпни дълбочини.
Друг подход е да се извлекат малки участъци от жива мозъчна тъкан, след което неговото съществуване се поддържа под формата на парче, поставено в хранителна среда, или клетките се разединяват и изучават в клетъчни култури. В първия случай можете да изследвате взаимодействието на невроните, а във втория - жизнената активност на отделните клетки.
Когато се изследва електрическата активност на отделните неврони или техните групи в различни участъци на мозъка, първоначално се регистрира първоначалната активност, след което се определя ефектът на определен ефект върху функцията на клетките. Съгласно друг метод, чрез имплантирания електрод се прилага електрически импулс, за да се активира изкуствено най-близките неврони. Така можете да изучавате въздействието на някои области на мозъка върху другите му области. Този метод на електрическа стимулация се оказа полезен при изследването на системи за активиране на стъбло, преминаващи през средния мозък; те също така прибягват до нея, когато се опитват да разберат как процесите на учене и памет се осъществяват на синаптично ниво.
Преди сто години стана ясно, че функциите на лявото и дясното полукълбо са различни. Френски хирург П. Брок, който наблюдава пациенти с мозъчно-съдов инцидент (инсулт), установява, че само пациенти с увреждане на лявото полукълбо страдат от речево нарушение. Продължават проучванията на специализацията на полукълбите, като се използват други методи, например запис на ЕЕГ и предизвикани потенциали.
През последните години се използват сложни технологии за получаване на изображения (визуализации) на мозъка. Така компютърната томография (КТ) революционизира клиничната неврология, позволявайки in vivo да се получи детайлно (пластово) изображение на мозъчни структури. Друг метод за изобразяване - позитронна емисионна томография (PET) - дава картина на метаболитната активност на мозъка. В този случай в човек се въвежда краткотраен радиоизотоп, който се натрупва в различни части на мозъка, и колкото повече, толкова по-висока е тяхната метаболитна активност. С помощта на PET се установи също, че речевите функции в по-голямата част от изследваните се свързват с лявото полукълбо. Тъй като мозъкът работи с огромен брой паралелни структури, PET предоставя такава информация за мозъчните функции, които не могат да бъдат получени с единични електроди.
По правило изследванията на мозъка се извършват с помощта на набор от методи. Например, американският невробиолог R.Sperri, със служители, се използва като процедура за лечение, за да се съкрати corpus callosum (сноп от аксони, свързващи двете полукълба) при някои пациенти с епилепсия. Впоследствие е изследвана хемисферната специализация при тези пациенти с “разцепен” мозък. Установено е, че за речта и други логически и аналитични функции отговорността е предимно доминираща (обикновено лява) полусфера, докато доминантната полусфера анализира пространствено-времевите параметри на външната среда. Така се активира, когато слушаме музика. Мозаичната картина на мозъчната активност предполага, че има много специализирани области в кората и подкорковите структури; едновременната активност на тези области потвърждава концепцията за мозъка като изчислително устройство с паралелна обработка на данни.
С появата на нови изследователски методи, идеите за мозъчните функции вероятно ще се променят. Използването на устройства, които ни позволяват да получим "карта" на метаболитната активност на различни части на мозъка, както и използването на молекулярно-генетични подходи, трябва да задълбочат познанията ни за процесите, протичащи в мозъка. Виж също невропсихология.
СРАВНИТЕЛНА АНАТОМИЯ
При различни видове гръбначни, мозъкът е забележително подобен. Ако направим сравнения на нивото на невроните, откриваме ясна прилика на такива характеристики като използваните невротрансмитери, флуктуации в йонните концентрации, клетъчните типове и физиологичните функции. Фундаменталните различия се разкриват само в сравнение с безгръбначните. Невроните безгръбначни са много по-големи; често те са свързани помежду си не чрез химикали, а с електрически синапси, които рядко се срещат в човешкия мозък. В нервната система на безгръбначните се откриват някои невротрансмитери, които не са характерни за гръбначните животни.
Сред гръбначните животни различията в структурата на мозъка се отнасят главно до съотношението на отделните му структури. Оценявайки приликите и разликите в мозъка на рибите, земноводните, влечугите, птиците, бозайниците (включително хората), могат да се изведат няколко общи модела. Първо, всички тези животни имат еднаква структура и функции на невроните. Второ, структурата и функциите на гръбначния мозък и мозъчния ствол са много сходни. Трето, еволюцията на бозайниците е придружена от ясно изразено увеличение на кортикалните структури, които достигат максимално развитие при приматите. При земноводните кортексът представлява само малка част от мозъка, докато при хората тя е доминираща структура. Смята се обаче, че принципите на функциониране на мозъка на всички гръбначни са почти еднакви. Разликите се определят от броя на интерневроновите връзки и взаимодействия, което е по-високо, толкова по-сложен е мозъкът. Виж също СРАВНЕНИЕ НА АНАТОМИЯТА.