Метод ВП в фундаментальных и прикладных исследованиях

Метод ВП находит широкое применение в нейрофизиологических, психофизиологических и клинических исследованиях. К достоинствам этого метода можно отнести его объективность, высокую информативность для изучения механизмов мозга. Существенным недостатком метода является трудность соотнесения регистрируемых биоэлектрических явлений с отдельными структурами и функциональным состоянием мозга. Трактовку полученных результатов затрудняет независимость нейрогенеза отдельных компонентов ВП, одновременно регистрируемых в разных зонах коры, разноречивость существующих представлений о происхождении отдельных компонентов ВП.

Рис. 31. Условная негативная волна, регистрируемая в ситуации, требующей ответной реакции (цит. по Ч.Шагас, 1975).

Прежде всего, метод ВП широко применяется при изучении сенсорных систем, механизмов функциональной межполушарной асимметрии мозга, индивидуальных психофизиологических различий, процессов внимания, перцептивных и когнитивных процессов, а также как диагностический метод в клинических исследованиях.

При изучении сенсорных систем метод ВП используется для определения порогов раздражения - объективной аудиометрии (D.Т.R.Cody и др., 1969, М.I.Mendel и др., 1975), а также для исследования остроты зрения и рефракции у детей и людей с нарушенным интеллектом (С.Т.White, 1973).

В ряде работ установлена обратная связь между латентными периодами компонентов ВП и уровнем интеллектуального развития обследуемых (M.M.Markus, 1970), однако в целом данные по этому вопросу весьма противоречивы.

Корреляция характеристик ВП с уровнем внимания подробно проанализирована, например, в монографиях Ч.Шагас (1975) и Э.М.Рутман (1979). Показано, в частности, что при привлечении внимания к стимулу амплитуда поздних компонентов ВП увеличивается, по сравнению с аналогичными компонентами, регистрируемыми на индифферентные раздражители. Приводятся сведения о том, что при привлечении внимания к стимулу имеет место увеличение амплитуды медленных связанных с событием потенциалов. В условиях утомления эти изменения были выражены менее значительно, что может рассматриваться и как следствие снижения уровня внимания.

В клинике метод ВП используется при диагностике глаукомы, поражений зрительного нерва, рассеянного склероза и неврита зрительного нерва, дефектов проводящих зрительных путей и ряда других заболеваний (M.J.Kupersmith, 1986).

В последние годы метод ВП активно используется при изучении функциональной межполушарной асимметрии мозга человека. В частности, его использование позволило выявить различия ряда симметричных зон коры в восприятии и анализе речевых сигналов (M.Kutas, H.J.Neville, 1986). Как известно, асимметрия речевой функции является одной из фундаментальных асимметрий мозга человека и выражается в левополушарном доминировании центров речи у подавляющего большинства людей. Применение метода ВП при изучении речи позволяет оценить как индивидуальные особенности функциональной межполушарной асимметрии мозга человека, так и исследовать особенности переработки информации правым и левым полушариями мозга.

Экспериментально показаны различия в параметрах ВП, регистрируемых в симметричных пунктах коры при предъявлении человеку речевых и неречевых сигналов (Э.Ф.Костандов, О.А.Генкина, 1976, С.Спрингер, Г.Дейч, 1983). Обнаружено, что при прослушивании односложных слов амплитуда ВП, регистрируемых в теменно-височных отделах левого полушария, выше, чем правого. При предъявлении нерече­вых стимулов, напротив, амплитуда ВП была выше справа. Наличие различий характеристик ВП на речевые и неречевые стимулы внутри левого полушария и их отсутствие внутри правого свидетельствует о доминировании левого полушария в процессах анализа речевых сигналов (Э.М.Рутман, 1979).

Однако имеются и работы, в которых не обнаружена межполушарная асимметрия ВП в ответ на речевые сигналы (K.Y.Haaland, 1874, D.Fridman и др., 1975). Причины такого расхождения получаемых результатов могут быть связаны как с использованием в обследованиях разных методических приемов, так и с вариативностью локализации речевых центров у человека.

Показано, в частности, что у левшей доминантным по речи может быть как левое, так и правое полушарие. У 90 % правшей центры речи действительно расположены в левом полушарии, тогда как лишь у 1/3 левшей - в правом (P.Salts и др., 1967). Сведения о "несимметричности" мозга правшей и левшей весьма многочисленны. Так, у правшей ВП, регистрируемые в левом по­лушарии, имеют большие латентные периоды, чем правого, а у левшей, в целом, наоборот. Однако у правшей отсутствуют межполушарные различия по амплитуде, а у левшей амплитуда зрительных ВП на монокулярную стимуляцию половины поля зрения больше в правом, "доминантном" полушарии (Э.М.Рутман, 1979). Кроме того, при изучении межполушарной асимметрии ВП, как правило, не учитывают доминирование правого или левого глаза, которое также влияет на характеристики ВП (Э.М.Рутман, 1979). Обнаружено, что при монокулярном предъявлении зрительного стимула в левую половину поля зрения амплитуда ВП выше в правом полушарии, чем в левом. Однако у лиц с доминированием левого глаза эти различия выражены более значительно, чем правого.

Приведенные факты указывают на необходимость предварительной оценки профиля функциональной межполушарной асимметрии мозга при проведении электрофизиологических обследований.

Левополушарное доминирование обнаруживается также при регистрации ВП в процессе дифференцирования звуков. Обнаружено, в частности, что слуховые потенциалы ствола мозга имеют более короткие латентные периоды всех компонентов в левом полушарии мозга по сравнению с правым (J.Petrek и др., 1988).

Одним из факторов, влияющих на асимметрию ВП, является способ предъявления раздражителей. Наиболее полно асимметрия слуховых ВП на речевые и неречевые раздражители выявляется при моноуральной стимуляции. Применение этого метода позволило установить, что поздние компоненты ВП на невербальные стимулы имеют большую амплитуду и более короткие латентные периоды в правом полушарии, чем в левом. При предъявлении звуков частотой 1000 и 800 Гц слева и справа также обнаружено правополушарное доминирование (Э.М.Рутман и др., 1982). При предъявлении звуковых щелчков в левое ухо амплитуда длиннолатентных слуховых ВП была больше в правом полушарии, чем в левом, а при предъявлении щелчков в правое ухо межполушарные различия отсутствовали (И.В.Королева и др., 1988). Эти различия связывают с неодинаковым уровнем помехоустойчивости доминантного и субдоминантного полушарий. Обнаружено (И.В.Королева и др., 1987), что шум оказывает большее выраженное угнетающее воздействие на полушарие, амплитуда ВП в котором выше (у большинства испытуемых - правое). Высказываются предположения о том, что именно это полушарие имеет более высокий уровень возбудимости, обусловленный дополнительной активацией со стороны ретикулярной формации ствола мозга (J.Day, 1977) и эта особенность лежит в основе наблюдаемых различий. Однако сформулированы и иные точки зрения по этому вопросу.

Межполушарные различия обнаружены и при предъявлении зрительных, в частности, вербапьных и невербальных стимулов в правое и левое поля зрения. Обнаружено преимущество правого поля зрения (т.е., левого полушария) при восприятии словесных стимулов и при решении семантических задач (A.Kok, J.A.J.Rooyakkers, 1986). Межполушарная асимметрия амплитуды и латентных периодов зрительных ВП отмечается и при предъявлении таких простых зрительных стимулов, как вспышки света (R.Cohn, 1971), однако эти различия существенно менее выражены, чем при восприятии сложных зрительных образов. Применение последних вызывает генерацию в симметричных зонах коры ВП сложной формы, различия между которыми свидетельствуют о разном вкладе гомологичных зон левого и правого полушарий мозга в процесс зрительного восприятия (Т.М.Марютина, Т.Г.Ивошина, 1985). Показано также, что на выраженность и характер асимметрии зрительных ВП сильное влияние оказывает уровень внимания обследуемых (Т.М.Марютина, Т.Г.Ивошина, 1985), характер инструкции (Л.Д.Демина, Е.Д.Хомская, 1976).

Наличие частичного перекреста зрительных путей на уровне хиазмы, обусловливающего проекцию левой и правой половин полей зрения в разные полушария, позволяет избирательно активировать одно из них. На этом принципе основан метод унилатерального предъявления зрит стимулов (М.Н.Фишман, В.Д.Труш, 1987, М.Н.Фишман, 1985). Он позволяет изучать фундаментальные асимметрии мозга человека. Одним из его вариантов метод одновременного конкурентного предъявления стимулов (эталонов) в левое и правое полуполя зрения. Использование этого метода позволило установить, что у детей более высокая точность опознания зрительных стимулов имеет место при его предъявлении в правое полушарие. При этом, асимметрия зри­тельных ВП отражает их способность к обучению (J.P.Satton и др., 1986). У детей с низкой обучаемостью отмечается более выраженная синхронизация зрительных ВП разных областей мозга и меньшая их асимметрия.

Установлено, что характеристики зрительных ВП отражают генетически обусловленные индивидуальные особенности обследуемых (Т.М.Марютина, 1991). Исследование амплитуд и латентных периодов зрительных ВП в разных зонах коры позволяет, в частности, оценить используемые тем или другим лицом перцептивные стратегии. Показано, что при вербальном описании изображений имеет место активация лобной и задневисочной ассоциативной коры левого полушария, а при наглядно-образном - симметричных зон правого полушария. В последнем случае отмечается увеличение амплитуды ранних (Р100, N120, Р160) компонентов зрительных ВП в правой задневисочной области.

К числу фундаментальных видовых асимметрий человеческого мозга относится асимметричное управление движениями конечностей. У подавляющего большинства людей ведущей является правая рука, которая преимущественно используется для выполнения тонких движений, в то время как левая рука имеет преимущество при реализации более грубых баллистических движений (J.F.Walker, 1980). Особенности управлениями движениями, осуществляемыми левой и правой рукой, могут быть изучены на основе анализа характеристик соматосенсорных ВП. В частности, показано совпадение до­минантности правой руки и ноги и амплитуды вызванных потенциалов готовности, предшествующих движению, регистрируемых в симметричных зонах прецентральной извилины. Амплитуда потенциалов была выше в полушарии, контралатеральном доминирующей руке и ипсилатеральном доминирующей ноге (J.Boschert, L.Deecke, 1986). В другом аналогичном исследовании (G.Gratton, M.G.H.Coles, 1986) были получены данные, свидетельствующие об асимметрии потенциалов, предшествующих движению, в том случае, когда обследуемому предлагалось изготовить к ответу правую или левую руку в зависимости от предъявляемого стимула.

Потенциал, регистрируемый со скальпа, был более выражен на стороне, контралатеральной предполагаемой реакции, а точность реакции была связана с уровнем асимметрии ВП. Обнаружено доминирование поздней медленной негативной волны (B.Rockstroh и др., 1988) на стороне, контралатеральной реагиру­ющей руке, в условиях выбора ответной двигательной реакции в ответ на тактильное раздражение руки.

Соматосенсорные ВП применяются и при изучении уровня доминирования руки у детей (J.Cernacck, F.Podvinsky, 1966). Обнаружено, что развитие доминирования руки коррелирует с выраженностью волны N1 соматосенсорных ВП, регистрируемых в контра- и ипсилатеральном полушариях мозга.

Показано также, что моторные ВП, предшествующие речи, фонации и артикуляции, являются достаточно надежными показателями доминирования полушарий по речи (B.Grozinger и др., 1975).

Вызванные потенциалы широко используются в клинических исследованиях, в частности, для диагностики умственной отсталости. При этом наиболее перспективным диаг­ностическим признаком является именно степень межполушарной асимметрии ВП (T.Shipley, 1970). Обнаружено, что межполушарная асимметрия у нормальных детей в лобных отделах мозга существенно более выражена, чем у умственно отсталых (Э.М.Рутман Э.М., 1979). Более того, в ряде случаев у умственно отсталых детей имеет место инверсия знака асимметрии по сравнению с нормой (M.Richlin и др., 1971).