На высокочастотном бета-ритме

 

Наибольший интерес представляет собой проблема взаимосвязей на высокочастотном бета-ритме, поскольку на этой частоте, согласно последним данным, осуществляется взаимодействие (binding) между различными отделами мозга во время сенсорно-перцептивных процессов, при когнитивной деятельности и мышлении [Basar, 1992; Whittington et al., 1997; Traub et al, 1996] (гл. 8).

При шизофрении архитектура внутрикорковых связей на высокочастотном бета-ритме значительно отличаются от нормы. На рис. 21.2 приведены результаты нашего исследования когерентности у групп здоровых (верхний ряд), больных шизофренией с позитивными симптомами (средний ряд) и больных шизофренией с негативными симптомами (нижний ряд).

Рис. 21.2. Взаимосвязи на высокочастотном бета-ритме у здоровых (1), больных с «позитивными» (2) и «негативными» (3) симптомами, полученные методом когерентности в покое (А) и во время выполнения когнитивного задания (Б). Шкала в нижней части рисунка соответствует частотам, на которых обнаруживаются связи

 

Как видно из рисунка, у здоровых в состоянии покоя имеется только две межполушарных связи — между центральными и затылочными областями. При выполнении когнитивного задания количество межполушарных связей у здоровых увеличиливается до восьми, причем наряду с прямыми связями — между всеми гомологичными отведениями — наблюдаются также «косые» связи — между лобными отведениями каждого из полушарий с центральными отведениями противоположных полушарий, а также между левым центральным и правым теменным и между правым теменным и левым затылочным отведениями.

У больных шизофренией обеих групп с помощью этого метода удалось выявить полное отсутствие межполушарных связей на высокочастотном бета-ритме как в состоянии покоя, так и при выполнении когнитивной пробы.

Таким образом, феномен «связывания» различных, пространственно удаленных мозговых областей коры в процессе когнитивной деятельности при шизофрении нарушен. Подобные нарушения интеграции у больных шизофренией описаны в современной литературе [Bennet, 1997; Gruzelier, 1999 ], однако в этих и приведенных выше работах давались пробы на одно из полушарий, тогда как в нашем исследовании предъявлялась проба, специально направленная на исследование интеграции между двумя полушариями. Можно предполагать, что дезинтеграция, «разрыв» большого числа нейронных связей, в большей степени межполушарных, по-видимому, обусловливает неспособность больных шизофренией к адекватной активации корковых областей в условиях когнитивной деятельности.

Методом исследования внутрикорковых связей [Иваницкий, 1990] (с вычислением средней по группе частоты) были получены данные, сходные с теми, которые получены методом когерентности, однако у обеих групп больных было выявлено по одной межполушарной связи при выполнении когнитивной деятельности — между затылочными областями (рис. 21.3).

Рис. 21.3. Связи на высокочастотном бета-ритме у здоровых (1), больных с «позитивными» (2) и «негативными» (3) симптомами, полученные при картировании усредненных связей в покое (Л) и во время выполнения когнитивного задания (Б). Шкала в нижней части рисунка соответствует частотам, на которых обнаруживаются связи

Интересно, что в состоянии покоя у больных первой группы имелись четыре межполушарных связи, которые парадоксальным образом исчезли при выполнении задания. Полученные этим методом данные в основном подтверждают вывод о нарушении межполушарных связей при шизофрении и, кроме того, позволяют отметить еще два момента. Во-первых, наличие одной межполушарной связи у каждой группы больных свидетельствует о большей чувствительности метода исследования усредненных внутрикорковых связей по сравнению с когерентностью. Во-вторых, наличие межполушарных связей только на уровне затылочных областей может указывать на проведение информации не через мозолистое тело, а, возможно, через задние спайки свода (comissura fomicis) или подкорковые структуры. Затруднение проведения информации через мозолистое тело согласуется с данными об уменьшении у больных размера мозолистого тела [Guenter, 1991; Downhill, Buchsbaum, 2000].

Самые интересные данные о характере взаимосвязей на высокочастотном бета-ритме могут быть получены с помощью метода определения наиболее типичных для каждой группы связей; в норме наиболее типичными оказались связи на частоте приблизительно 40 Гц.

Самые интересные данные о характере взаимосвязей на высокочастотном бета-ритме были получены с помощью третьего метода, определения наиболее типичных для каждой группы связей, который позволяет определить не только наличие или отсутствие связей, но и частоту, с которой они появляются, поскольку, как уже отмечалось, частота в этом методе не усредняется по группе. Этим методом было показано (рис. 21.4), что в норме наиболее типичными оказались связи на частоте приблизительно 40 Гц, которые характерны для феномена взаимодействия. В состоянии покоя на этой частоте отмечались связи между теменной и височной областями левого полушария и между центральной и затылочной областями правого; внутриполушарные связи регистрировались между левой лобной и правой центральной, а также между затылочными областями. При выполнении когнитивной пробы появлялось четыре межполушарных связи на частоте 38 Гц: правой центральной области с лобной, височной, теменной и затылочной областями и шесть внутриполушарных (в левом полушарии).

У больных с позитивной симптоматикой межполушарные связи отсутствуют. При когнитивной деятельности у них наблюдаются внутриполушарные связи на частоте около 40 Гц —- между лобной и височной областями в обоих полушариях; в правом полушарии имеются также связи височной области с центральной и теменной, теменной с лобной и центральной областями.

 

 

Рис. 21.4. Связи на высокочастотном бета-ритме у здоровых (1), больных с «позитивными» (2) и «негативными» (3) симптомами, полученные при картировании типичных связей в покое (А) и во время выполнения когнитивной пробы (Б). Шкала в нижней части рисунка соответствует частотам, на которых обнаруживаются связи

 

У больных шизофренией с негативной симптоматикой на частоте около 40 Гц имеется только три связи, возникающие в правом полушарии при когнитивной деятельности — между правой височной и лобной, центральной и теменной областями.

Таким образом, третий метод исследования внутрикоркового взаимодействия, метод исследования типичных для группы связей позволяет выявить нарушения межполушарного взаимодействия на частоте около 40 Гц у обеих групп больных шизофренией. Однако, если у острых больных с позитивными симптомами межполушарные связи вообще отсутствуют, то у больных с негативными симптомами возникает новая сеть взаимосвязей на относительно низкой частоте бета-ритма — около 30 Гц. У острых больных полное разрушение сети межполушарных связей обусловлено высокой вариабельностью физиологических показателей, которая, в свою очередь, определяет разнообразие клинических симптомов. Образование новой сети взаимосвязей на отличной от нормы частоте у больных с негативными симптомами может указывать на переход заболевания в хроническую стадию. Можно предположить, что нарушение соответствия частотных спектров двух полушарий при шизофрении, обусловленное разными уровнями их активации, препятствует межполушарной передаче и «приему» информации.

Современными исследованиями [Traub et al., 1996; Whittington et al., 1997] показано, что бета-ритм может возникать из гамма-ритма (частотой выше 40 Гц), который и обусловливает наблюдающиеся при шизофрении нарушения взаимосвязей. Согласно этим данным, гамма-ритм образуется при тетанической стимуляции гиппокампальных срезов за счет разрядов тормозных интернейронов, которые взаимодействуют друг с другом, поддерживая ритмическую импульсацию. Обнаружено, что при тетанической стимуляции, вдвое превышающей ту, которая необходима для возникновения гамма-ритма, этот ритм превращается в бета-ритм, функциональная значимость которого достаточно ясна.

Тот факт, что в норме межполушарные связи по высокочастотному бета-ритму, выполняющему активационную функцию, повышаются при когнитивной деятельности, а при шизофрении — отсутствуют или возникают на более низкой частоте, может быть связан с нарушением при шизофрении шипикового аппарата тормозных интернейронов, участвующих в генерации гамма-ритма [Whittington et al., 1997]. Несомненно, описанные выше предположительные механизмы нарушения внутрикоркового взаимодействия при шизофрении будут постоянно дополняться как электрофизиологическими, так и биохимическими данными. Так, уже известно, что образование гамма-ритма опосредуется рядом медиаторов, в частности га-мааминомасляной кислотой (ГАМК).