Аннотация:В настоящее время под зеркальной системой мозга (ЗСМ) понимают функциональную систему нейронов, которая вовлечена
в обеспечение таких важных процессов, как подражание, научение
через подражание, понимание намерений и эмоций других людей,
формирование социальной коммуникации. Наличие нейронов
с зеркальными свойствами в головном мозге человека впервые
было показано в работе Роя Мукамеля в 2010 году [1] на пациентах
с фармакорезистентной эпилепсией. Подобные работы являются
уникальными и крайне ценными. Тем не менее, эпилепсия — это
неврологическая патология головного мозга, наличие которой может влиять на работу отдельных функциональных систем. В нашей
работе выявлены особенности активации ЗСМ у пациентов с эпилепсией по сравнению со здоровыми добровольцами, а также исследованы изменения LFP сигнала в контексте работы ЗСМ.
Гипотеза исследования: Активность ЗСМ у пациентов с эпилепсией может быть нарушена по сравнению со здоровыми людьми.
Подкорковые структуры содержат пулы нейронов с зеркальными
свойствами.
Цель исследования: Определить особенности активации
ЗСМ у пациентов с фокальной эпилепсией при помощи регистрации ЭЭГ и LFP.
Методика исследования: В исследовании принимали участие
три группы испытуемых: контрольная группа (33 чел.: 9 м., 24 ж.;
ср.воз. 25), группа пациентов с эпилепсией (47 чел.: 18 м., 29 ж.;
ср.воз.34 года) и группа пациентов с эпилепсией, проходящих предоперационное обследование с помощью инвазивных электродов
(11 чел.: 10 м., 1 ж.; ср.воз. 29 лет).
Была разработана методика, активирующая работу ЗСМ: наблюдение и выполнение моторных заданий (простое нецеленаправленное (сжимание руки), целенаправленное моторное движение (захват чашки), движение, которое задействует обе руки
(хлопки)).
Для мониторинга эпилептиформной активности использовались электроды AD-TECH® с платиновыми контактами с диаметром 1.12 мм, частота дискретизации инвазивных записей 2048—
4096 Гц. Для записей ЭЭГ по каждому заданию и фоновой пробе
были получены спектры мощности в полосах частот 4—6 Гц (тета
1-ритм), 6—8 Гц (тета 2-ритм), 8—10,5 Гц (альфа 1-ритм), 10,5—
13 Гц (альфа 2-ритм), 13—24 Гц (бета 1-ритм), 24—35 Гц (бета
2-ритм). Для записей LFP по каждому заданию были получены
спектры мощности в полосах частот 4—8 Гц (тета-ритм), 8—13 Гц
(альфа-ритм), 13—35 Гц (бета-ритм), 35—300 Гц (гамма-ритм).
Для статистической обработки данных использовалась программа STATISTICA.
Результаты и обсуждение: Дисперсионный анализ ANOVA
не выявил значимых различий между общей группой пациентов
и контрольной группой, однако были обнаружены достоверные
влияния факторов диагноза, длительности заболевания, частоты приступов, наличия в анамнезе оперативного удаления очага.
Диагнозы: десинхронизация мю-ритма в альфа-1 и альфа-2 диапазонах частот была достоверно выше контрольной группы при
диагнозе фокальная симптоматическая эпилепсия и эпилептические синдромы с простыми парциальными припадками (G 40.1).
Воздействие длительности заболевания: у пациентов с длительностью заболевания 5—10 лет не было выявлено десинхронизации
мю-ритма ни при наблюдении ни при выполнении движений в отличие от более короткого или более длинного течения болезни.
В альфа-2 диапазоне при выполнении заданий мощность мю-ритма наоборот повышалась. Наличие операции: при выполнении
моторных заданий у пациентов, перенесших операцию, было
выявлено значительное повышение мощности спектра в альфа-2
диапазоне. Частота приступов: при наблюдении за движениями
у пациентов с частыми приступами (несколько раз в день/неделю) и редкими приступами (менее 1 раза в несколько месяцев)
десинхронизация альфа-2 ритма была достоверно больше, чем
в контрольной группе. У пациентов с редкими приступами десинхронизация в центральных областях наблюдалась в диапазоне
медленных тета-1 и тета-2 частот.
Достоверное для каждой задачи влияние сочетания факторов
«гемисфера»*«локализация» было показано в результате дисперсионного анализа с учетом факторов «ритм», «гемисфера» и «локализация». Наименьшие изменения мощности были выявлены в задаче
«наблюдение». В задаче «выполнение» наблюдались наибольшие
различия по полушариям и локализации электрода. Дисперсионный анализ ANOVA для суммарной мощности спектра с учетом
факторов «моторное движение», «гемисфера» и «локализация»
отдельно для «наблюдения» и «выполнения» движений показал
значимое влияние как одного фактора «моторное движение», так
и взаимодействия всех факторов «моторное движение»*«гемисфера»*«локализация» и при наблюдении, и при выполнении.
Динамика мощности сигнала сильно различалась в разных
полушариях и долях мозга, на разной глубине, а также в зависимости от задачи и типа движения. Повышение мощности спектра
происходило в левой лобной доле при реализации социально окрашенных задач (наблюдение, выполнение моторного акта и статичная картина неподвижного актёра) в большей степени при наиболее
сложном типе движения — перемещения чашки, а также в третьем
и шестом контакте. Снижение мощности спектра сигнала происходило при просмотре движущегося шарика в правом полушарии,
а также в других задачах в левой височной доле и в поверхностных
электродах 5 и 6 правого полушария мозга.
Заключение: Проведенное нами исследование показало, что задачи, такие, как наблюдение и выполнение различных двигательных
актов сопровождаются статистически значимым снижением уровня десинхронизации в диапазоне частот альфа-активности в обеих
группах испытуемых. Были выявлены различия в активации ЗСМ
между здоровыми испытуемыми и пациентами с эпилепсией. Также
было показано, что подкорковые области височной и лобных долей
активируются в ответ на предъявляемые стимулы.
Список литературы:
1. Mukamel R. et al. Single neuron responses in humans during
execution and observation of actions//Curr Biol. 2010 Apr 27;
20 (8): 750—756. : 10.1016/j.cub.2010.02.045]