Метод пространственно-спектрального выделения μ-ритма

Характеристика используемого в работе подхода: в предыдущих исследованиях μ-ритм рассматривался в структуре α-ритма (в том же частотном диапазоне 8—13 Гц, но в центральных отведениях), вместе с тем имеются существенные отличия от α-ритма. Кортикальный источник α-волн находится в теменно-затылочной коре, в то время как μ-волны распространяются вдоль соматосенсорной коры. В сравнении с α-ритмом, μ-ритм не снижается при зрительной стимуляции, но ослабляется с началом моторной активности. Для обнаружения и выделения μ-ритма ЭЭГ человека по записи ЭЭГ в условиях воображаемого движения нами был предложен метод и создана специальная программа (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012618160 «Пространственно-спектральное выделение μ-ритма электроэнцефалограммы человека» Авторы: Hoвотоцкий-Власов В.Ю., Гарах Ж.В., Зайцева Ю.С., Гурович И.Я., Стрелец В.Б. Программа может применяться для определения характеристик (топографии и мощности) μ-ритма в экспериментальных и клинических исследованиях, по условиям которых затруднительно или невозможно использование дополнительных функциональных нагрузок.

Программа обеспечивает выполнение следующих функций:

— выявление μ-ритма по характерной реакции на открывание глаз и выполнение воображаемого движения;

— определение топографии μ-ритма;

— пространственно-частотную фильтрацию ЭЭГ для выделения μ-ритма в чистом виде.

Исследование проводилось на базе ФГУ «Московский НИИ психиатрии Минздравсоцразвития» (отделение 1-го эпизода болезни) и Центра психолого-медико-социального сопровождения детей и подростков «Северо-запад», на базе которого нами проводится электроэнцефалографическое и психологическое обследование детей с РАС.

В группу больных шизофренией и расстройствами шизофренического спектра вошел 141 человек в возрасте от 17 до 54 лет в подостром состоянии. Диагноз ставился клиницистами отделения первого эпизода болезни по Международной классификации МКБ-10. Все пациенты получали терапию атипичными антипсихотиками в течение 3-20 дней. У больных шизофренией определялось преобладание позитивных или негативных симптомов по шкале PANSS. Такое разделение больных на две группы позволяет более точно проанализировать нейрофизиологические механизмы когнитивных дисфункций при продуктивной и дефицитарной симптоматике. По шкале PANSS к позитивным симптомам относятся: бред, расстройства мышления, галлюцинации, возбуждение, идеи величия, подозрительность, враждебность. К негативным симптомам относятся: притупленный аффект, эмоциональная отгороженность, трудности в общении, пассивно-апатическая социальная отгороженность, нарушения абстрактного мышления, нарушения спонтанности и плавности речи, стереотипное мышление. По каждой из шкал вычислялась сумма баллов выраженности каждого симптома.

В качестве контрольной группы здоровых испытуемых исследовано 112 здоровых испытуемых в возрасте от 17 до 57 лет.

В исследование отбирались, как в группу контроля, так и в группу больных шизофренией и расстройствами шизофренического спектра, соматически здоровые правши. Статистически значимых различий по полу, возрасту и уровню образования между исследованными группами не обнаружено (р>0,1).

С помощью созданного нами метода μ-ритм из комплекса с α-ритмом выделился у 90% испытуемых. Таким образом, в группы сравнения вошло 126 человек больных шизофренического спектра с первым эпизодом болезни (69 мужчин и 57 женщин, средний возраст — 26,1 лет) и 100 человек здоровых испытуемых (53 мужчины и 47 женщин), средний возраст — 26,52 года.

В группу детей, страдающих расстройствами аутистического спектра, включено 8 человек в возрасте 5-7 лет. Контрольная группа здоровых детей того же возраста — 25 человек.

Все испытуемые (или родители обследуемых детей) давали письменное согласие на участие в исследовании.

ЭЭГ у всех испытуемых регистрировали в состоянии покоя (с закрытыми глазами), при открытых глазах и в процессе выполнения задачи на мысленное представление собственного движения (глаза закрыты). В инструкции испытуемому предлагалось представить, как он идет по хорошо знакомой дороге. Регистрацию ЭЭГ при предъявлении теста проводили с последующим контролем полученных результатов. Испытуемые во время записи ЭЭГ сидели в кресле в затемненной, относительно звукоизолированной, экранированной камере.

Электроды располагали по международной схеме 10-20%. Фильтры высоких частот были установлены на 70 Гц, постоянная времени — 0,3 с, частота квантования 200 Гц. Запись ЭЭГ проводили от 19 отведений: Fpl, Fp2, F3, F4, F7, F8, С3, С4, Т3, Т4, Т5, Т6, Р3, Р4, 01, 02, Fz, Cz и Pz на установке, состоящей из 19-канального усилителя фирмы МБН (Москва) и персонального компьютера (частота опроса 200 Гц). Запись монополярная. Референтные электроды — ушные. ЭЭГ регистрировали в течение 120 с в каждом функциональном состоянии. При расчете спектральных показателей проводили усреднение данных анализа 10-15 эпох длительностью 5 с.

Для подавления ЭОГ (электроокулограммы), пульсовых и других артефактов использовали метод, представляющий собой сочетание двух методик, реализуемых последовательно: фильтрация ЭЭГ и обработка результатов с помощью разновидности факторного анализа — метода главных компонент.

В работе сравнивались показатели спектральной мощности μ-ритма между группами здоровых испытуемых и больных шизофренией, между группами больных шизофренией с преобладанием негативной и позитивной симптоматики, а также между группами здоровых детей и детей с РАС. Статистическая обработка полученных спектральных показателей проводилась с помощью пакета программ STATISTICA 6.0. Исследовали спектральную мощность μ-ритма ЭЭГ в центральных и фронтальных корковых областях. В качестве анализируемого показателя использовали натуральный логарифм спектральной мощности для нормализации данных. Статистическая обработка проводилась с помощью критерия Стьюдента.

Исследование подавления μ-ритма у взрослых здоровых испытуемых и больных шизофренией при когнитивных нагрузках проводили для проекций сенсомоторной зоны — в областях С3, С4 и Cz, а также во фронтальных областях — Fp1, Fp2, F3, F4, F7 и F8. Анализировали показатель подавления μ-ритма по сравнению с состоянием покоя. Необходимо отметить, что в парадигмах исследования воображаемого движения до настоящего времени использовали сравнение электрофизиологических показателей при реальном выполнении двигательного акта и воображаемом. Лишь в одной работе применяется сопоставление с состоянием покоя. Авторы в своей работе отметили перспективность данного сопоставления.