Анализ активности мозга

Анализ активности мозга с помощью таких приборов показал, что при деятельности мозга все время происходит передвижение «центра тяжести» активности — «переливы», соответственно формулировке М. Н. Ливанова.
Оказалось, что фокусы активности изменяются даже и при наступлении наркотического сна. Кроликам вживляли в кору мозга до 35 электродов. Затем животных подвергали наркотизированию и записывали биопотенциалы, отводя их последовательно .на усилители многоканального электроэнцефалографа. Мы увидели неожиданное зрелище (неожиданное потому, что считалось: наркоз — это торможение, угасание активности, которое разливается по коре и спускается на подкорковые структуры): учащение ритмики и снижение амплитуды в ряде точек коры, десинхронизация сменялась синхронизацией (замедлением колебаний, зачастую сопровождающимся увеличением амплитуды); синхронизация сменялась угасанием ритмики, но могла смениться и десинхронизацией .
Невольно вспоминались слова английского физиолога Ч. Шеррингтона: «…Это подобно Млечному пути, вышедшему в круг танцующего космоса. Мгновенно он почти весь превращается в сказочный станок, в котором миллионы светящихся челноков ткут мимолетный, всегда полный смысла, но всегда непостоянный узор; все время изменяющаяся гармония дивных узоров».


 Синхронизация

Мы употребили здесь термины «десинхронизация» и «синхронизация». Сейчас общепринято считать, что переход основной ритмики к более частому ритму соответствует охвату нервных клеток процессом возбуждения; медленные же потенциалы свидетельствуют о торможении (точнее, как показали советский исследователь А. Б. Коган и его ученики,— протекании возбудительных процессов, могущих вызвать торможение). Собственно, термин «десинхронизация» прежде всего означал реакцию депрессии сравнительно медленных колебаний типа альфа-ритма и смену их высокочастотными низкоамплитудными колебаниями. Синонимом этого термина есть «реакция пробуждения», или «реакция активации». В последние годы выяснили, что эта реакция во многом зависит от деятельности РФ.
Определенные ритмы несут определенную физиологическую нагрузку. Г. Уолтер указывает, что альфа-ритм связан с образом, возникающим в мозгу; бета-ритм — с состоянием напряжения, беспокойства; прекращение ощущения удовольствия вызывает тетаритм. Медленные ритмы, в частности дельта-активность, охраняют мозг. Если появляются раздражители, грозящие мозгу серьезным нарушением его деятельности, то медленные ритмы, вовлекая нейроны в «холостой ход», охраняют тонкий механизм.


 Высокоамплитудные колебания

Поскольку сон связывается с появлением медленных, высокоамплитудных колебаний, то Г. Уолтер считает, что сон является наследием далекого прошлого, когда с наступлением ночи человек испытывал потребность устраниться от активной борьбы. Ученый приводит остроумную аналогию. В ряде конструкций теперь есть устройство, которое останавливает машину в том случае, когда человек теряет над ней контроль и это может привести к катастрофе. Образно это устройство называют «ручкой мертвеца».
Вообще же английский исследователь считает, что регулярные ритмы отражают процесс «охоты за информацией»: ритмичность — признак непрерывного поиска, ее прекращение — конец поиска.
Таким образом, одновременная работа многих клеток — полезный процесс для мозга. Пожалуй, один из немногих случаев, когда «круговая порука» — это хорошо. Кстати, выражение имеет здесь почти буквальный смысл: движение возбуждения происходит по круговым путям.
Однако есть способы разрушить эту «круговую поруку». Одним из них является мелькающий свет. Если раздражать сетчатку глаза вспышками света, то очень скоро можно подобрать такую частоту мельканий, когда основная (доминирующая) ритмика биотоков мозга будет следовать за ритмом раздражения. Происходит уже знакомое нам «усвоение ритма».


 ЭКГ

Отечественные исследователи — И. М. Сеченов, В. Я. Данилевский, Н. Е. Введенский, Б. Ф. Вериго уже в первых своих опытах установили кардинально важный факт: электрическая активность головного мозга имеет ритмический характер. Позднее, в 1913 г., В. В. Правдич-Неминский на собаках, а в 1928 г. немецкий ученый Р. Бергер на людях попытались систематизировать наблюдения над тем, что теперь общепринято называть электроэнцефалограммой (ЭЭГ) — спонтанной активностью, отводимой от кожи головы, и электрокортикограммой (ЭКГ) — биотоки отводятся непосредственно от коры мозга.
В настоящее время общепринято разделять ритмы ЭЭГ взрослого человека на различные категории.
На ней видны почти все виды ритмов ЭЭГ.
ЭЭГ существенно отличается по своей форме, параметрам и функциональной «нагрузке» от вызванных потенциалов, свидетельствующих о поступлении в кору головного мозга информации.
Вызванные потенциалы делятся на две категории: первичные и вторичные ответы. От рецепторов — внешних и внутренних — импульсы возбуяадения попадают по чувствительным путям в основное подкорковое реле — таламус. Из таламуса они направляются в определенные, так называемые проекционные области коры, представляющие собой проекцию на кору соответствующих рецепторов .


 Вторичные ответы

Вторичные ответы — электрические реакции более сложной конфигурации, чем первичные (представляющие собой двухфазное колебание), возникают позднее (через 30— 80 мс) и могут регистрироваться в различных зонах коры.
Таким образом, электрическая активность головного мозга очень разнообразна. Это и неудивительно — 14—15 млрд. нейронов — кирпичиков мозга участвуют в создании этого сложного узора, или, как говорят, паттерна колебаний. Считают, что одновременно 2000 нейронов генерируют около 16 тыс. импульсов в секунду. Более того, фокусы — центры активности — все время меняют свое расположение на поверхности коры.
Особые приборы — топоскопы, созданные английским ученым Г. Уолтером и электроэнцефалоскопы, разработанные советскими исследователями — физиологом М. Н. Ливановым и инженером В. М. Ананьевым,— позволяют представить динамику биопотенциалов (изменения их частоты и амплитуды) во времени и пространстве при отведении от 25 До 100 точек . На экранах маленьких телевизионных трубок яркость светового пятна меняется в зависимости от амплитуды, а частоты вспышек — от частоты биопотенциалов данной точки. В топоскопе установлено столько осциллографцческих трубок и усилителей, сколько исследуется отведений. Электроэнцефалоскоп совершеннее — работает только одна трубка, но луч ее управляется электронным коммутатором, последовательно включающим то или иное отведение.


 Значение биотоков

Мы согласны с утверждением советских ученых Ф. В. Бас-сина, Н. А. Бернштейна и Л. П. Латаша, что «…функциональная система возникает не просто вследствие появления возможности прохождения импульсов между различными частями мозга. Главным в процессе организации функциональной системы является возможность создания (под влиянием определенной структуры раздражений и взаимодействия этих раздражений с регулирующими мозговыми системами) определенного пространственно-временного распределения возбуждений, обеспечивающего наличие нужной команды у выхода системы на эффекторы».
Электрический мир Последние десятилетия ознаменовались мозга бурным развитием наук о мозге. Связано это прежде всего с изучением электрической активности образований мозга, что позволило выделить колебания потенциалов от 0,5 в минуту до нескольких десятков в секунду. Сложная мозаика возбужденных пунктов в коре головного мозга, генерирующих биопотенциалы, медленно «переливается», захватывая то одну, то другую площадь.
Вопрос о природе, характере и физиологическом значении биотоков мозга волнует ученых уже почти 100 лет, с тех пор как английский врач Р. Кэтон в 1875 г. и независимо от него В. Я. Данилевский в 1876 г. открыли, что кора мозга является источником электрического тока. Были выделены основные формы электрической активности — фоновая (т. е. возникающая в спокойном состоянии животного, при видимом отсутствии раздражений рецепторов, проводящих путей и самого мозга) и вызванные потенциалы — электрическая реакция в ответ на раздражение рецепторов.