Методи дослідження роботи мозку

Викликані потенціали (ВП ) - біоелектричні коливання, що виникають у нервових структурах у відповідь на зовнішнє роздратування і що знаходяться в строго певному часовому зв'язку з початком його дії.

Широке використання методу реєстрації ВП стало можливим у результаті комп'ютеризації психофізіологічних досліджень у 50-60-х роках. Спочатку його застосування в основному було пов'язане з вивченням сенсорних функцій людини в нормі та при різних видах аномалій.

У дослідженні ВП можна виділити три рівні аналізу:

Феноменологічний рівень включає опис ВП як багатокомпонентної реакції з аналізом конфігурації. Фактично цей рівень аналізу, з якого починається будь-яке дослідження, що застосовує метод ВП. фізіологічний рівень. За цими результатами фізіологічному рівні аналізу відбувається виділення джерел генерації компонентів ВП, тобто. вирішується питання, у яких структурах мозку виникають окремі компоненти ВП. Локалізація джерел генерації ВП дозволяє встановити роль окремих коркових та підкіркових утворень у походженні тих чи інших компонентів ВП. Третій рівень аналізу - функціональний передбачає використання ОП як інструменту, що дозволяє вивчати фізіологічні механізми поведінки та пізнавальної діяльності людини та тварин.

Вивчення активності нейронів.

Одним із показників активності нейронів є потенціали дії – електричні імпульси тривалістю кілька мс та амплітудою до кількох мВ.

Оскільки нейрони мають невеликі розміри, то реєстрація їх активності здійснюється за допомогою спеціальних мікроелектродів, що підводяться впритул до них. Посилений сигнал надходить на монітор і записується на магнітну стрічку або пам'ять ЕОМ.

Серед методівелектрофізіологічного дослідження ЦНС людини найбільшого поширення набула реєстрація коливань електричних потенціалів мозку з поверхні черепа – електроенцефалограми. Передбачається, щоЕЕГ у кожний момент часу відображає сумарну електричну активність клітин мозку. ЕЕГ реєструють за допомогою накладених на шкірну поверхню голови електродів, що відводять, скомутованих в єдиний ланцюг зі спеціальною підсилювальною технікою. Збільшені амплітудою сигнали з виходу підсилювачів можна записати на магнітну стрічку або в пам'ять комп'ютера для подальшої статистичної обробки. Існують два способи реєстрації ЕЕГ – біполярний та монополярний. У психофізіології загальноприйнятим вважається метод монополярного відведення. При монополярному методі відведення реєструється різниця потенціалів між різними точками на поверхні голови по відношенню до якоїсь однієї індиферентної точки.

Активність мозку завжди представлена синхронною активністю великої кількості нервових клітин, що супроводжується слабкими електричними струмами, які утворюють магнітні поля. Реєстрація цих полів неконтактним способом дозволяє отримати так звану магнітоенцефалограму .МЕГ реєструють за допомогою надпровідного пристрою - магнетометра. МЕГ може бути представлена у вигляді профілів магнітних полів на поверхні черепа або у вигляді кривої лінії, що відображає частоту та амплітуду зміни магнітного поля у певній точці скальпу. МЕГ доповнює інформацію про активність мозку, одержувану за допомогою електроенцефалографії.

У сучасних клінічних та експериментальних дослідженнях все більшого значення набувають методи, що дають візуальну картину мозку суб'єкта у вигляді зрізу. Одним з найбільш результативних методів є позитронно-емісійна томографія мозку (ПЕТ). Техніка ПЕТ полягає в наступному. Суб'єкту в кровоносне русло вводять ізотоп. Ізотопи вводять як сполуки коїться з іншими молекулами. У мозку радіоактивні ізотопи випромінюють позитрони, кожен із яких стикається з електроном. Зіткнення між матерією та антиматерією призводить до знищення частинок та появи пари протонів, які розлітаються від місця зіткнення у різні сторони теоретично під кутом у 180° один до одного. Голова суб'єкта поміщена у спеціальну ПЕТ-камеру, в яку у вигляді кола вмонтовано кристалічні детектори протонів. Подібне розташування детекторів дозволяє фіксувати момент одночасного влучення двох «розлетілися» від місця зіткнення протонів двома детекторами, що віддаляються один від одного під кутом в 180 °.

Інформація від детекторів надходить на комп'ютер, який створює плоске зображення (зріз) мозку на рівні, що реєструється.

Комп'ютерна томографія (КТ) - новітній метод, що дає точні зображення найменших змін щільності мозкової речовини. КТ поєднала в собі останні досягнення рентгенівської та обчислювальної техніки, вирізняючись принциповою новизною технічних рішень та математичного забезпечення.

Головна відмінність КТ від рентгенографії полягає в тому, що за допомогою комп'ютерної томографії можна отримати безліч зображень одного і того ж органу і таким чином побудувати внутрішній поперечний зріз цієї частини тіла. Томографічне зображення - це результат точних вимірів та обчислень показників ослаблення рентгенівського випромінювання, які стосуються лише конкретного органу.

Для проведення томографічних досліджень мозку використовується прилад нейротомограф.

Електрична активність шкіри (ЕАК) пов'язана з активністюпотовиділення, проте фізіологічна основа її до кінця не вивчена. У людини на тілі є 2-3 млн. потових залоз. Їх головна функція - підтримка постійної температури тіла - полягає в тому, що пот, що виділяється ними, випаровується з поверхні тіла і тим самим охолоджує його. Однак деякі потові залози активні не тільки при підвищенні температури тіла, але і при сильних емоційних переживаннях, стресі та різних формах активної діяльності суб'єкта. Ці потові залози зосереджені на долонях і підошвах і меншою мірою на лобі та пахвами. ЕАК зазвичай і використовується як показник такого «емоційного» та «діяльнісного» потовиділення. Її зазвичай реєструють з кінчиків пальців або з долоні біполярними електродами, що неполяризуються. Існують два способи дослідження електричної активності шкіри: метод Фере, в якому використовується зовнішнє джерело струму, та метод Тарханова, в якому зовнішнє джерело струму не застосовується.