СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА СООТВЕТСТВЕННО УРОВНЮ ЗДОРОВЬЯ

Изобретение относится к медицине, в частности к области психофизиологии, и может быть использовано для диагностики функционального состояния головного мозга обследуемых в возрасте 20-40 лет при различных уровнях здоровья.

Здоровье согласно уставу Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) - это состояние полного физического, психического и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов (определение ВОЗ, 1968). Функциональное состояние организма в интервале между нормой и патологией определяет риск возникновения и развития болезни. В последние десятилетия все шире стали использоваться представления о градуальном изменении состояния здоровья человека, о качестве и количестве его здоровья. Такой подход к оценке здоровья соответствует принятой сегодня классификации состояний организма, которая включает:

- состояния с достаточным функциональным (адаптационным) резервом;

- донозологические состояния, при которых неблагоприятные сдвиги в работе организма компенсируются за счет более высокого, чем в норме, напряжения регуляторных систем;

- преморбидные состояния, характеризующиеся снижением функциональных резервов организма;

- состояния срыва адаптации, декомпенсации, развития заболеваний (Казначеев В.П., Баевский P.M., Берсенева А.П. Донозологическая диагностика в практике массовых обследований населения. - Л. - 1980. - 260 с.).

Вовремя выявленное состояние «напряжения» систем регуляции позволяет распознать причины дисфункций, создать организму условия для компенсации результатов травмирующих воздействий, повышения резервных возможностей.

В настоящее время доказано, что весь спектр состояния здоровья, болезни, а также состояний между здоровьем и болезнью связан с периодической системой адаптационных реакций и под общим адаптационным синдромом понимается вся совокупность адаптационных реакций, а не только реакция стресса. А весь спектр состояний здоровья, болезни, промежуточных между ними состояний связан с двумя системами: системой адаптационных реакций и системой состояний ареактивности, обеспечивающих поддержание гомеостаза и неспецифической резистентности организма.

Суть любой адаптирующейся системы заключается в способности корректировать свои реакции согласно изменениям воздействующего стимула на основе уже имеющегося опыта, а также накапливать и хранить вновь поступающую информацию. Именно поэтому приспособление возможно лишь при условии сохранности и четкой работы механизмов памяти. Центральная нервная система (ЦНС) является главным звеном в цепи формирования общих неспецифических адаптационных реакций, каждой из которых соответствует свой уровень функциональной активности организма. Формирование межцентральных связей коры головного мозга с субкортикальными структурами создает стабильную морфофункциональную основу для оптимизации приспособительных реакций организма, указывая таким образом на взаимосвязь между функциональным состоянием головного мозга и типом адаптационной реакции (Коробейникова Е.П. Изменения альфа-ритма человека при общих неспецифических адаптационных реакциях, вызванных переменным магнитным полем. // Применение лазеров и магнитов в биологии и медицине. - Ростов-н/Д., 1983. - С.64-65).

Выяснено, что процессы самоорганизации в организме зависят от типа адаптационной реакции, уровня реактивности, на котором они развиваются, или состояния ареактивности; а резистентность организма во многом определяет заболеваемость и тяжесть течения болезни (Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Реакция активации как путь к здоровью через процессы самоорганизации. - М.: Имедис, 1998. - с.540-656).

Из литературных источников известно, что от функционального состояния головного мозга зависит оптимальное функционирование организма в целом и его здоровье. Функциональное состояние организма в интервале между нормой и патологией определяет риск возникновения и развития болезни. В связи с этим уровень здоровья можно определить как способность организма противостоять болезни. Следовательно, чем выше уровень здоровья, тем ниже риск развития заболеваний. Проблема оценки текущего уровня индивидуального здоровья и контроля за его изменениями приобретает все более важное значение.

Для объективной характеристики функционального состояния человека в норме и патологии широко используются показатели биоэлектрической активности мозга. Наиболее изученным ее видом является электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Разработано множество методов анализа биоритмов мозга, регистрируемых с помощью ЭЭГ (Русинов B.C., Гриндель О.М., Болдырева Г.Н., Вакар Е.М. Биопотенциалы мозга человека (математический анализ). - М.: Медицина, 1987. С.67-254 и др.).

Известен способ психофизиологического исследования (см. авторское свидетельство СССР №1454389, МПК А 61 В 5/16), включающий воздействие на испытуемого световыми стимулами при регистрации ЭЭГ, с суммацией полученных реакций и выделением «зрительных вызванных потенциалов». Способ заключается в том, что испытуемому предъявляют единичный стимул - вспышку света и производят запись ЭЭГ. В результате синхронного пространственного усреднения реакций выделяют ответ на единичный стимул в виде зрительных вызванных потенциалов и на этом основании судят о сохранности реакций мозга.

К недостаткам технического решения можно отнести низкую достоверность способа, поскольку в нем не отражаются в полной мере высшие корковые функции, так как световая стимуляция дает вариабельность в вызываемых ответах на фоне спонтанной биоэлектрической активности мозга; зона регистрации ответов на световые раздражители локализована в каудальных отделах, преимущественно в затылочной области, где проекционная зона зрительной коры (область проекции первичной обработки информации - 17 поле в области шпорной борозды, а область проекции вторичной обработки информации - 18 и 19 поля) без регистрации ответов в лобных и префронтальных отделах, ответственных за процессы дифференцировки, памяти и внимания.

Известен способ регистрации сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга при оценке стабильности функционального состояния (см. патент RU №2007116, МПК А61В 5/04, дата публикации 15.02.1994), в котором на голове испытуемого устанавливают пару регистрирующих электродов над заданным участком мозга, электроды подсоединяют к усилителю электрических напряжений, с выхода которого считывают в начале и в конце сдвига, вызванного внешним воздействием, значения постоянного электрического потенциала и сравнивают их между собой.

Недостатками данного способа являются повышенная трудоемкость процесса регистрации и ограниченность области применения, отсутствие возможности дифференциальной диагностики активирующихся областей головного мозга, а также малая информативность и низкая точность результатов из-за нестабильности подэлектродного сопротивления.

Известен способ диагностики степени психофизиологической дезадаптации (см. заявку RU №98108840, МПК А61В 5/0476, дата публикации 10.02.2000), включающий регистрацию биопотенциалов головного мозга в покое, с последующим количественным анализом частотно-амплитудных характеристик электроэнцефалограммы, в частности, в диапазоне альфа-активности с оценкой спектральной мощности альфа-активности, при абсолютной мощности альфа-активности менее 10 мкВ2 или значения абсолютной мощности альфа-активности более 80 мкВ2 и/или относительной мощности альфа-активности более 50% диагностируют значительную степень психофизиологической дезадаптации.

Однако анализируемый в способе альфа-ритм является доминирующим ритмом пассивного бодрствования в покое с закрытыми глазами, регистрируемым в каудальных отделах головного мозга, в проекции зрительной коры, который не может объективно отражать функциональную адаптацию и дезадаптацию головного мозга, без анализа вызванных потенциалов и без пробы с умственной нагрузкой нет объективных критериев, анализирующих адаптационные процессы и характер функциональной активности.

В качестве ближайшего аналога принят способ исследования функционального состояния мозга (см. патент RU №2130753, МПК А61В 5/00, дата публикации 27.05.1999), включающий звуковую стимуляцию в виде серии щелчков, подаваемых в наушники пациента с последующей регистрацией характеристик функционального состояния мозга и их анализом.

Однако анализ звуковых образов на временной интервал, характеризующий процессы возбудимости и состояние всего мозга в целом, основывается лишь на субъективной оценке обследуемого; нет точных данных, в какой области мозга во время звуковой стимуляции регистрируются сигналы; нет математического анализа регистрируемых сигналов. В ближайшем аналоге серийные звуковые стимулы предъявлялись с нарастающей интерауральной задержкой (T) между парными импульсами от 1000 мкс до появления двух раздельно слышимых звуковых образов («момента расщепления звука»). Однако задержка во времени необходима только для устранения («обрезания») артефакта стимула, искажающего начало кривой. Изменение величины задержки усилителя влияет только на внешний вид начального участка кривой, но никак не сказывается на латентных периодах регистрируемых волн. В ближайшем аналоге используется прибор «Латерометр», предназначенный только для исследования слуха, а не для анализа активности головного мозга, а исследования функционального состояния мозга проведены лишь в группе детей в возрасте 10-15 лет (предпубертатного (10-12 лет) и пубертатного возраста (13-15 лет)) (из литературных источников известно, что в пубертатном возрасте регулирование корково-подкорковых связей изменяется с активацией подкорковых структур, что влияет на результаты и не может использоваться для других возрастных групп).

Авторами предложен способ, в котором для определения функциональной межполушарной асимметрии используют метод «Когнитивные вызванные потенциалы», который позволяет получить информацию о состоянии периферических и центральных звеньев различных сенсорных систем с помощью вызванных сенсорных ответов на предъявляемый стимул и является объективным и неинвазивным методом тестирования функций ЦНС.

Сущность метода «Когнитивные вызванные потенциалы (далее - ВП)» заключается в том, что выделяют не просто реакции на тот или иной стимул, связанные с приходом афферентации, а анализируют эндогенные события (ответы), происходящие в головном мозге и связанные с распознаванием и запоминанием стимула, а также мыслительными процессами, связанными с принятием решений.

Процессы узнавания и запоминания информации, а также принятия ответственного решения сопровождаются более или менее закономерными нейродинамическими изменениями, которые можно объективно зафиксировать. Выделение эндогенных ответов происходит за счет многократной подачи стимулов и суммации каждого последующего ответа с предыдущим. Вызванные эндогенные ответы ниже спонтанной биоэлектрической активности, регистрируемой с помощью ЭЭГ, причем соотношение между сигналом вызванной и спонтанной активности для стволовых компонентов составляет менее 1/100 (Гнездицкий В.В. Выделение вызванных потенциалов на одиночные стимулы - метод пространственного синхронного усреднения. // Физиология человека. - 1990. - Т.16 - №3.- С.119-126).

В ответ на команду дифференцированно определить значимый стимул от незначимого и запомнить его в головном мозге регистрируется когнитивный комплекс, который включает в себя восприятие (в виде первого позитивного пика P1 с латентностью в области 75 мс), опознание и дифференцировку (в виде негативного пика N2 латентностью в области 170 мс) и принятие решения с запоминанием (в виде эндогенной позитивной волны P300 латентностью в области 300-354 мс).

По данным различных научных источников выявлено, что основными структурами, ответственными за генерацию эндогенной волны P300, являются гиппокамп, лобная доля, теменная область, таламус (Polich J.M.Cortex. - 1980. - V.16. - №1. - P.39-50). Наиболее значимое влияние из биологических параметров оказывают возраст, когнитивные способности и уровень бодрствования (дремота, сон).

Технической задачей заявляемого изобретения является разработка способа диагностики функционального состояния головного мозга при разном уровне здоровья с высокой достоверностью и объективностью.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в расширении области применения метода «Когнитивные вызванные потенциалы» с использованием его по новому назначению, а также повышении достоверности и объективности способа за счет получения когнитивных эндогенных ответов с проекционных моторно-речевых зон головного мозга с оценкой правого и левого полушария в комплексе и раздельно.

Поставленная задача решается тем, что в способе диагностики функционального состояния головного мозга соответственно уровню здоровья, включающем звуковую стимуляцию в виде серии щелчков, подаваемых в головные наушники обследуемого, регистрацию характеристик функционального состояния полушарий головного мозга и их математическую обработку, в качестве характеристик функционального состояния полушарий головного мозга регистрируют когнитивные эндогенные ответы в лобно-центральных отделах головного мозга обследуемого посредством электродов, установленных на поверхности головы в лобно-центральных отделах правого (F8, F4, C4) и левого (F7, F3, C3) полушарий по международной системе «10-20», причем при звуковой стимуляции обследуемый находится в состоянии активного бодрствования в положении сидя с закрытыми глазами, при этом в головные наушники биаурально в случайном порядке подают два типа тоновых щелчков интенсивностью от 50 до 100 дБ (значимые для диагностики частотой 2000 Гц и незначимые частотой 1000 Гц), причем интенсивность значимых тоновых щелчков меньше, чем у незначимых, не менее чем на 20 дБ и их доля составляет 30% от общего количества тоновых щелчков, кроме того, обследуемый выполняет речевую пробу в виде подсчета вслух значимых тоновых щелчков, при этом в обоих полушариях регистрируют латентность (L) и амплитуду (A) первого (N1), второго (N2) и третьего (N3) негативных пиков, а также первого (P1), второго (P2) и третьего (P3) позитивных пиков, после чего производят обработку полученных данных при эпохе анализа 750-1000 мс и последующий анализ, при этом определяют межполушарную латентность комплекса восприятия по формулам:

где

- межполушарная латентность комплекса восприятия, мс;

(P1-N1-P2) - комплекс восприятия, состоящий из первого позитивного (P1), первого негативного (N1) и второго позитивного (P2) пиков;

, - латентность первого позитивного пика P1 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность первого негативного пика N1 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность второго позитивного пика P2 для правого и левого полушария соответственно, мс;

n - количество регистрируемых пиков из комплекса восприятия; межполушарную амплитуду эндогенной волны P300 определяют по формуле:

где

- межполушарная амплитуда эндогенной волны P300, мкВ;

, - амплитуда эндогенной волны P300 для правого и левого полушария соответственно, мкВ, которую определяют по формулам:

где

, - амплитуда второго негативного пика N2 для правого и левого полушария соответственно, мкВ;

, - амплитуда третьего позитивного пика P3 для правого и левого полушария соответственно, мкВ;

далее определяют межполушарную латентность когнитивного комплекса по формуле:

где

- межполушарная латентность когнитивного комплекса, мс;

(N2-N3) - когнитивный комплекс, состоящий из второго (N2) и третьего (N3) негативных пиков;

, - латентность второго негативного пика N2 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность третьего негативного пика N3 для правого и левого полушария соответственно, мс; причем в случаях, когда , и , функциональное состояние головного мозга соответствует I уровню здоровья (хорошее функциональное состояние мозга); при , и соответствует II уровню здоровья (удовлетворительное функциональное состояние мозга); при , и соответствует III уровню здоровья (умеренное нарушение функционального состояния мозга); при , и соответствует IV уровню здоровья (значительное нарушение функционального состояния мозга). Кроме того, в способе подают значимые тоновые щелчки интенсивностью 60 дБ и незначимые тоновые щелчки интенсивностью 80 дБ.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «в качестве характеристик функционального состояния полушарий головного мозга регистрируют когнитивные эндогенные ответы в лобно-центральных отделах головного мозга обследуемого посредством электродов, установленных на поверхности головы в лобно-центральных отделах правого (F8, F4, C4) и левого (F7, F3, C3) полушарий по международной системе «10-20» позволяет выявить объективные критерии диагностики функционального состояния головного мозга, а также повысить точность и достоверность полученных данных, поскольку именно при подаче звуковых сигналов в виде тоновых щелчков наиболее активно происходит оценка и обработка сигнала с последующей передачей информации в лобные отделы коры, где происходит дифференцировка и запоминание информации.

Признак «при звуковой стимуляции обследуемый находится в состоянии активного бодрствования» обеспечивает высокий уровень восприятия задания, поскольку при пассивном расслабленном бодрствовании снижается концентрация внимания, повышается рассеянность и отвлекаемость.

Признак «[обследуемый находится] в положении сидя» также обеспечивает высокий уровень восприятия задания, поскольку лежа обследуемый может перейти в дремоту, что снизит внимание и концентрацию на обследовании, может заснуть, что снизит достоверность, и может нарушить при движении положение датчиков, усилить помехи со стороны регистрирующих электродов, может поменять их положение на поверхности головы.

Признак «[обследуемый]… с закрытыми глазами» повышает сосредоточенность на обследовании, поскольку обследуемый не отвлекается на внешние раздражители, лучше воспринимает звуковую стимуляцию разной интенсивности, совершает меньше ошибок, более точно подсчитывает значимые тоновые щелчки.

Признак «в головные наушники биаурально в случайном порядке подают два типа тоновых щелчков интенсивностью от 50 до 100 дБ - значимые для диагностики частотой 2000 Гц и незначимые частотой 1000 Гц» и «доля [значимых тоновых щелчков] составляет 30% от общего количества тоновых щелчков» позволяет с более высокой надежностью выделить эндогенные ответы на значимые тоновые щелчки с эндогенной волной P300, а ответ на незначимые тоновые щелчки является ответом на звуковую стимуляцию без опознавания.

Признак «интенсивность значимых тоновых щелчков меньше, чем у незначимых, не менее чем на 20 дБ» улучшает распознавание значимых тоновых щелчков среди незначимых.

Признак «обследуемый выполняет речевую пробу в виде подсчета вслух значимых тоновых щелчков» позволяет повысить интенсивность эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки с расширением зоны регистрации по полушариям; во время опознания значимых тоновых щелчков с применением речевой пробы наблюдается активация медиальных и латеральных зон фронтальной коры.

Признак «в обоих полушариях регистрируют латентность (L) и амплитуду (A) первого (N1), второго (N2) и третьего (N3) негативных пиков, а также первого (P1), второго (P2) и третьего (P3) позитивных пиков» позволяет с высокой вероятностью и достоверностью фиксировать характеристики эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки.

Признак «производят обработку полученных данных» позволяет повысить эффективность диагностики за счет получения достоверных и стабильных данных путем фильтрации «шума», автоматического накопления, усреднения и построения графиков эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки для левого и правого полушарий.

Признак «[обработку полученных данных] при эпохе анализа в диапазоне 750-1000 мс» позволяет с высокой вероятностью и достоверностью зафиксировать появление эндогенной волны P300 во время счета значимых тоновых щелчков.

Признаки «анализ, при этом определяют межполушарную латентность комплекса восприятия по формулам:

где

- межполушарная латентность комплекса восприятия, мс;

(P1-N1-P2) - комплекс восприятия, состоящий из первого позитивного (P1), первого негативного (N1) и второго позитивного (P2) пиков;

, - латентность первого позитивного пика P1 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность первого негативного пика N1 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность второго позитивного пика P2 для правого и левого полушария соответственно, мс;

n - количество регистрируемых пиков из комплекса восприятия; межполушарную амплитуду эндогенной волны P300 определяют по формуле:

где

- межполушарная амплитуда эндогенной волны P300, мкВ;

, - амплитуда эндогенной волны P300 для правого и левого полушария соответственно, мкВ, которую определяют по формулам:

,

где

, - амплитуда второго негативного пика N2 для правого и левого полушария соответственно, мкВ;

, - амплитуда третьего позитивного пика P3 для правого и левого полушария соответственно, мкВ;

далее определяют межполушарную латентность когнитивного комплекса по формуле:

- межполушарная латентность когнитивного комплекса, мс;

(N2-N3) - когнитивный комплекс, состоящий из второго (N2) и третьего (N3) негативных пиков;

, - латентность второго негативного пика N2 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность третьего негативного пика N3 для правого и левого полушария соответственно, мс» позволяют определить количественное значение качественных критериев диагностирования функционального состояния головного мозга.

Признаки «в случаях, когда , и , функциональное состояние головного мозга соответствует I уровню здоровья (хорошее функциональное состояние мозга); , и соответствует II уровню здоровья (удовлетворительное функциональное состояние мозга); при , и соответствует III уровню здоровья (умеренное нарушение функционального состояния мозга); при , и соответствует IV уровню здоровья (значительное нарушение функционального состояния мозга)» позволяют определить уровень здоровья обследуемого.

На фиг.1 изображена схема регистрации эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки при подаче звуковой стимуляции через головные наушники.

На фиг.2 схематично изображен график эндогенного ответа на значимые тоновые щелчки с амплитудно-латентным анализом позитивных и негативных пиков.

На фиг.3 изображена стартовая страница компьютерной программы «АнтиСтресс».

На фиг.4 изображены графики эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки обследуемого К. (33 года) по примеру 1.

На фиг.5 изображены графики эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки у обследуемого И. (38 лет) по примеру 2.

На рисунках изображены головные наушники 1 обследуемого, регистрирующие референтные 2 и активные электроды 3, а также заземляющий электрод 4, установленные на поверхности головы 5 обследуемого с помощью силиконовой шапки-сетки (на чертежах не показана), а также графики эндогенных ответов на значимые 6 тоновые щелчки.

Головные наушники 1 обследуемого известной конструкции выполнены по известной технологии.

Референтные электроды 2 устанавливают на поверхности головы по Международной системе «10-20»: от центральной лобной области (Fz) отступ на 20 см в правую сторону - правая лобная область (F4) и на 20 см в левую сторону - левая лобная область (F3), от левой передней лобной области (Fpl) на 20 см в левую сторону - левая задне-лобная область (F7), от правой передней лобной области (Fp2) на 20 см в правую сторону - правая задне-лобная область (F8), от центральной области (Cz) отступ на 20 см в правую сторону - правая центральная область (C4) и на 20 см в левую сторону - левая центральная область (C3).

Активные электроды 3 располагают в области левого (M1) и правого (M2) мастоидов (заднее-височная область левого и правого полушарий) - в области проекции слуховой коры левого и правого полушария.

Заземляющий электрод 4 располагают в центральной лобной области по сагиттальной линии (Fpz).

В головные наушники 1 биаурально в случайном порядке подают два типа тоновых щелчков - значимые и незначимые.

Графики эндогенных ответов на значимые 6 тоновые щелчки изображают в соответствии с общепринятым правилом изображения метода «Когнитивные вызванные потенциалы».

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Предварительно на поверхности головы 5 обследуемого, который находится в затемненной шумоизолирующей комнате, с помощью силиконовой шапки-сетки (на чертежах не показана) устанавливают регистрирующие референтные 2 и активные электроды 3, а также заземляющий электрод 4.

Затем в головные наушники 1 биаурально, в случайном порядке, подают два типа тоновых щелчков - значимые для диагностики частотой 2000 Гц и интенсивностью 60 дБ и незначимые частотой 1000 Гц и интенсивностью 80 дБ, причем доля значимых тоновых щелчков составляет 30% от общего количества тоновых щелчков.

При этом обследуемый находится в состоянии активного бодрствования в положении сидя с закрытыми глазами и выполняет речевую пробу в виде подсчета вслух значимых тоновых щелчков.

Аппаратура для осуществления заявленного способа может применяться различная в виде многофункционального компьютерного аппарата с программой исследования «Когнитивных вызванных потенциалов».

Авторами проводились исследования с помощью многофункционального компьютерного комплекса «Нейро-МВП» (г.Иваново, Россия) с техническими характеристиками, представленными в таблице 1.

В ходе звуковой стимуляции в обоих полушариях регистрируют латентность (L) и амплитуду (A) первого (N1), второго (N2) и третьего (N3) негативных пиков, а также первого (P1), второго (P2) и третьего (P3) позитивных пиков, при эпохе анализа 750-1000 мс полученные данные фильтруют от «шума», автоматически накапливают, усредняют и строят графики эндогенных ответов 6 на значимые тоновые щелчки для левого и правого полушарий.

После этого анализируют эндогенные ответы на значимые тоновые щелчки отдельно по полушариям расчетным путем, при этом определяют межполушарную латентность комплекса восприятия по формулам:

где

- межполушарная латентность комплекса восприятия, мс;

(P1-N1-P2) - комплекс восприятия, состоящий из первого позитивного (P1), первого негативного (N1) и второго позитивного (P2) пиков;

, - латентность первого позитивного пика P1 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность первого негативного пика N1 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность второго позитивного пика P2 для правого и левого полушария соответственно, мс;

n - количество регистрируемых пиков из комплекса восприятия; межполушарную амплитуду эндогенной волны P300 определяют по формуле:

где

- межполушарная амплитуда эндогенной волны P300, мкВ;

, - амплитуда эндогенной волны P300 для правого и левого полушария соответственно, мкВ, которую определяют по формулам:

,

где

, - амплитуда второго негативного пика N2 для правого и левого полушария соответственно, мкВ;

, - амплитуда третьего позитивного пика P3 для правого и левого полушария соответственно, мкВ; далее определяют межполушарную латентность когнитивного комплекса по формуле:

где

- межполушарная латентность когнитивного комплекса, мс;

(N2-N3) - когнитивный комплекс, состоящий из второго (N2) и третьего (N3) негативных пиков;

, - латентность второго негативного пика N2 для правого и левого полушария соответственно, мс;

, - латентность третьего негативного пика N3 для правого и левого полушария соответственно, мс.

На заключительном этапе определяют уровень здоровья: когда , и , функциональное состояние головного мозга соответствует I уровню здоровья (хорошее функциональное состояние мозга); при , и соответствует II уровню здоровья (удовлетворительное функциональное состояние мозга); при , и соответствует III уровню здоровья (умеренное нарушение функционального состояния мозга); при , и соответствует IV уровню здоровья (значительное нарушение функционального состояния мозга).

Уровни здоровья выявляли путем статистической обработки данных, полученных с помощью компьютерной программы «АнтиСтресс», созданной на основе психофизиологического опросника Л.Х.Гаркави (Экспертная система «АнтиСтресс». // Медицинские информационные системы. Таганрог. - 1995. - Вып.5. - С.13-16) (см. фиг.4-6). По программе «АнтиСтресс» диагностировался один из 4 типов адаптационной реакции: реакция тренировки; реакции активации (реакция спокойной активации и реакция повышенной активации); реакция переактивации; реакция стресса, а также один из 4 типов уровня реактивности: высокий, средний, низкий, очень низкий. Затем полученный тип адаптационной реакции и уровень реактивности анализировались по таблице «Категории состояния адаптационных механизмов (с определением уровня здоровья) соответственно типам адаптационных реакций и уровня реактивности организма» (Маркин В.В. Индивидуальный подход к коррекции дезадаптационных состояний студентов адаптогенами растительного происхождения. Дис. канд. мед. наук. - Владивосток, 2004. - 678 с.) с определением соответствующего уровня здоровья (табл.2).

Согласно таблице 2 к I уровню здоровья относятся лица с реакцией тренировки на высоком уровне реактивности (РТ, A УР); с реакцией спокойной активации на высоком уровне реактивности (РСА, A УР); с реакцией повышенной активации на высоком и среднем уровне реактивности (РПА, A, B УР), имеющие отличное или хорошее состояние здоровья. II уровень здоровья наблюдается у лиц с реакцией тренировки и средним уровнем реактивности (РТ, B УР); с реакцией спокойной активации и средним уровнем реактивности (РСА, B УР); с реакцией повышенной активации на низком уровне реактивности (РПА, С УР), с удовлетворительным состоянием здоровьем. III уровень здоровья присущ лицам с реакцией стресса при высоком и среднем уровне реактивности (PC, A, B УР); с реакцией спокойной активации на низком и очень низком уровне реактивности (РСА, C, D УР); с реакцией повышенной активации при очень низком уровне реактивности (РПА, D УР); с реакцией переактивации и низким уровнем реактивности (РП, C УР); с реакцией тренировки и низким уровнем реактивности (РТ, С УР), с легким или умеренным нарушением здоровья. К IV уровню здоровья относят лиц с реакцией стресса при низком и очень низком уровне реактивности (PC, C, D УР); с реакцией тренировки на очень низком уровне реактивности (РТ, D УР); с реакцией переактивации с очень низким уровнем реактивности (РП, D УР), со значительным нарушением здоровья.

На заключительном этапе после статистической обработки результатов анализов «Когнитивных ВП» была выявлена зависимость между уровнями здоровья и показателями функционального состояния головного мозга (табл.3).

Таблица 3 Показатели функционального состояния головного мозга в зависимости от уровня здоровья Уровень здоровья Характеристики эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки Комплекс восприятия (P1-N1-P2) Когнитивный комплекс (N2-P3) I определяется стабильно (устойчив по компонентному составу при повторной стимуляции), форма ответов правильная, латентность (P1)<70 мс определяется стабильно, форма ответов правильная II определяется стабильно, форма ответов правильная, латентность P1=71-109 мс (при повторной стимуляции P1 регистрируется нестабильно) определяется стабильно, форма ответов правильная III определяется нестабильно, часть ответов в серии деформирована (до 50%), P1=110-150 мс, P2 удлинен (>170 мс), пики P1 и N1 отсутствуют определяется нестабильно, форма ответов изменена IV нарушен по составу: нестабильно регистрируется P2, пик P1>150 мс, пик N1>122 мс (резко удлинены по латентности или отсутствуют) резко снижен по амплитуде и удлинен по латентности, с плохой идентификацией компонентов, форма ответов деформирована Примечание: (P1-N1-P2) - комплекс восприятия, состоящий из первого позитивного (P1), первого негативного (N1) и второго позитивного (P2) пиков; (N2-N3) - когнитивный комплекс, состоящий из второго (N2) и третьего (N3) негативных пиков; - межполушарная латентность комплекса восприятия; - межполушарная амплитуда эндогенной волны P300; - межполушарная латентность когнитивного комплекса.

Исследования проводились в г.Владивостоке на кафедре нормальной физиологии ГБОУ ВПО ВГМУ и в Медицинском центре «НЕВРОН». Для обследования выбраны добровольцы в количестве 127 человек обоего пола (59 мужчин и 68 женщин) в возрасте 20-40 лет. Для обследования выбрана возрастная категория 20-40 лет, так как эта возрастная группа относится к группе молодого возраста по ВОЗ с более стабильными возрастными нейрофизиологическими показателями по компонентному составу «Когнитивных ВП» без грубых нарушений в состоянии здоровья. Динамическое тестирование проводилось в первой половине дня (с 10 до 14 часов).

Из исследования были исключены лица, имеющие жалобы в анамнезе на эпизоды с нарушением речи, движений, с эпизодами снижения слуха и зрения; также исключены обследуемые (наблюдаемые в клинике «НЕВРОН») с жалобами на снижение памяти и с органическими поражениями головного мозга различного генеза (инфекционного, травматического, токсического и т.д.). Легитимность исследования подтверждена решением Этического комитета ГБОУ ВПО ВГМУ (протокол №4, дело №19 от 24/01/2011 г.).

Предварительно у обследуемой группы было проведено тестирование с помощью программы «АнтиСтресс» для выявления типов адаптационных реакций:

1 - реакция повышенной активации диагностирована в 3% случаев с высоким и средним, в 12% - с низким и в 1% - с очень низким уровнем реактивности;

2 - реакция спокойной активации выявлена в 13% случаев с высоким, в 24% - со средним и в 8% - с низким и очень низким уровнем реактивности;

3 - реакция тренировки составила в 7% случаев на высоком, в 16% - на среднем и в 1% - на очень низком уровне реактивности;

4 - реакция стресса с высоким и средним уровнем реактивности выявлена в 5% случаев, с низким и очень низким - в 4% случаев;

5. реакция переактивации составила 4% на низком и 2% - на очень низком уровне реактивности.

Далее по табл.2 был определен уровень здоровья: с I уровнем здоровья зарегистрировано 23% обследованных, со II уровнем здоровья - 52%, с III уровнем здоровья - 18%, с IV уровнем здоровья - 7%.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример №1. Обследуемый К., мужчина, 33 года.

Жалоб активно не предъявлял. В анамнезе - ВСД (Вегето-сосудистая дистония). Травмы и инфекции отрицал. Осмотрен неврологом центра «НЕВРОН» - без очаговой и проводниковой симптоматики. Выражен белый дермографизм, АД (артериальное давление) 110/70 мм рт.ст.

По результатам регистрации «Когнитивных ВП» выявлено, что эндогенные ответы на периферическом уровне неустойчивы к длительной стимуляции, при этом в начале регистрации комплекс (P1-N1-P2) определяется стабильно, форма ответов правильная, при длительной звуковой стимуляции латентности компонентов увеличивались до верхних границ нормы, причем (P1) увеличен до 100 мс по 1 каналу (слева) и до 102 мс по 2 каналу (справа); когнитивный комплекс (N2-P3) определяется стабильно, форма ответов правильная.

В таблице 4 приведены результаты обследования с указанием усредненной латентности эндогенных ответов в лобно-центральных отделах левого и правого полушария.

Далее расчетным путем определили значение межполушарной латентности комплекса восприятия (P1-N1-P2): =147,6 мс и когнитивного комплекса (N2-N3): =164 мс.

Затем проводился амплитудный анализ эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки в лобно-центральных отделах левого и правого полушарий (табл.5).

Далее расчетным путем определили межполушарную амплитуду эндогенной волны P300: =8,75 мкВ.

Поскольку =147,6 мс, =164 мс и =8,75 мкВ, функциональное состояние головного мозга по таблице 3 соответствует II (второму) уровню здоровья (общее состояние - удовлетворительное).

Пример 2. Обследуемый И., мужчина, 38 лет.

Предъявлял жалобы на снижение работоспособности и утомляемость во время работы. В анамнезе: ЧМТ и инфекции отрицает, в течение 6 лет страдает хроническим гастритом. Осмотрен неврологом центра «НЕВРОН» - без грубой очаговой и проводниковой симптоматики. Выставлен «Церебрастенический синдром».

С помощью метода «Когнитивных ВП» были выявлены нарушения и неустойчивость эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки. Снижен процесс восприятия информации с задержкой процессов распознавания и дифференцировки звукового сигнала, которые происходят слабо и непостоянно, страдает процесс направленного внимания с нарушением в работе оперативных процессов памяти.

В таблице 6 приведены результаты обследования с указанием латентности эндогенных ответов.

Далее расчетным путем определили значение межполушарной латентности комплекса восприятия (P1-N1-P2): =349,16 мс и когнитивного комплекса (N2-N3): =138 мс.

Затем проводился амплитудный анализ эндогенных ответов на значимые тоновые щелчки в лобно-центральных отделах левого и правого полушарий (табл.7).

Далее расчетным путем определили межполушарную амплитуду эндогенной волны P300: =2,5 мкВ.

Поскольку =349,16 мс, =138 мс и =2,5 мкВ, функциональное состояние головного мозга по таблице 3 соответствует IV (четвертому) уровню здоровья (общее состояние - значительное нарушение здоровья).

По результатам обследования выявлена зависимость между изменениями в компонентном составе «Когнитивных вызванных потенциалов» (устойчиво - для периферического комплекса (P1-N1-P2) и когнитивного комплекса (N2-P3)) и состоянием здоровья.

При реакции спокойной активации на высоком уровне реактивности, реакции тренировки на высоком уровне реактивности и реакции повышенной активации на высоком уровне реактивности, диагностированных по программе «АнтиСтресс» и соответствующих по таблице 2 I уровню здоровья, комплексы (P1-N1-P2) и (N2-P3) «Когнитивных ВП» не изменяются по латентности и амплитуде, а регистрируются в пределах нормы (для возрастной группы 20-40 лет). При реакции спокойной активации со средним уровнем реактивности и реакции тренировки со средним уровнем реактивности, диагностируемых по программе «АнтиСтресс», соответствующих по таблице - II уровню здоровья, компонентный состав «Когнитивных ВП» на периферическом уровне (P1-N1-P2) неустойчив, что указывает на снижение процессов внимания при длительной интеллектуальной нагрузке. В случаях регистрации реакции спокойной активации на низком и очень низком уровне реактивности и реакции переактивации и тренировки на низком уровне реактивности по программе «АнтиСтресс», соответствующим III уровню здоровья, в картине «Когнитивных ВП» значительно увеличиваются латентности поздних ответов P3 и P4 на фоне нестабильности периферических компонентов (P1-N1-P2) (процессы опознания и дифференцировки происходят слабо и непостоянно (причем есть зависимость от стимула), страдает процесс направленного внимания и опознания значимого стимула с нарушениями процесса оперативной памяти). При реакции стресса на низком и очень низком уровне реактивности и реакции переактивации на очень низком уровне реактивности (по программе «АнтиСтресс»), соответствующем IV уровню здоровья, выявлены более выраженные нарушения в компонентном составе «Когнитивных ВП», с максимальным увеличением латентности позитивного пика P300. При этом выявлена низкая и неустойчивая амплитуда основных компонентов, трудности идентификации с замедлением и периодическим отсутствием поздних - корковых компонентов «Когнитивных ВП». Таким образом, при IV уровне здоровья процессы восприятия и дифференцировки звуковых сигналов происходят неустойчиво с трудностью определения компонентов на значимые стимулы. Амплитуда позитивного пика эндогенной волны P300 снижена за счет снижения процессов опознавания слуховых стимулов и отвлекаемости при длительной однотонной стимуляции с трудностью идентификации значимых сигналов на фоне незначимых сигналов.

Таким образом, диагностика функционального состояния головного мозга при разном состоянии здоровья с использование метода «Когнитивные вызванные потенциалы» является ключом к познанию психофизиологических механизмов адаптации человека.