Функционирование нервной ткани сопряжено с формированием целого спектра биоэлектрических явлений, в том числе, сверхмедленных электрических процессов. Последнее стало известно еще вконце XIX века, когда было показано, что между областями мозга регистрируется разность потенциалов, которая достигает нескольких десятков милливольт и не изменяется в течение многих минут и даже часов.
«Сверхмедленные» биоэлектрические процессы головного мозга - это собирательное понятие, описывающее биоэлектрические явления, регистрируемые с поверхности
головы, коры и подкорковых образований у животных и человека в частотном диапазоне от 0 до 0,5 Гц (В.А.Илюхина, 1986). Оно используется для описания как спонтанной, так и вызванной активности в этом частотном диапазоне.
Сверхмедленные биоэлектрические процессы принято классифицировать с учетом их временных характеристик (В.А.Илюхина, З.Г.Хабаева, 1984, В.А.Илюхина, 1981). При этом выделяют:
1) квазиустойчивые или омега-потенциалы;
2) преимущественно апериодические колебания декасекундного (так называемые тау-волны с периодом от 12 до 60 с) и минутного (эпсилон-волны с периодом от 1 до 3-5 мин) диапазонов,
3) секундные колебания или дзета-волны с периодом от 2-4 до 12 с.
При внутримозговой локализации электродов в состоянии спокойного бодрствования амплитуда омега-потеициалов, регистрируемых у человека, составляет от 1 до 110 мВ. Минимальное время устойчивости амплитудных характеристик омега-потенциала в состоянии спокойного бодрствования составляет 2-4 минуты, максимальное - 60 - 90 минут. Изменения проявляется либо в виде резких сдвигов (в течение 4-10 с), либо плавного (в течение минут) перехода от одного устойчивого уровня к другому (В.А.Илюхина, 1981). При этом каждая область мозга имеет свои пределы изменчивости квазиустойчивой разности потенциалов, которые определяются степенью ее участия в мозговой системе обеспечения того или иного вида деятельности (В.А.Илюхина, 1977).
Поскольку, как полагает Т.Б.Швец-Тэнэта-Гурий (1986), при расположении регистрирующих электродов непосредственно в ткани сверхмедленные колебания потенциала представляют собой сумму электрической и химической активности, в этом случае следует говорить о биоэлектрохимической активности, в частности, той или иной структуры мозга. Сдвиги w-потенциала, регистрируемого с поверхности головы, и биоэлектрохимическая активность, по-видимому, связаны с различными аспектами деятельности мозга. В частности, вызванные сдвиги w-потенциала отражают биоэлектрическую активность мозга, развивающуюся при обработке новой информации, а вызванныеизменения биоэлектрохимической активности формируются при приходе афферентных посылок лишь в тех структурах мозги, в которых имеют место функциональные изменения или определенная стадия патологического (в частности, воспалительного) процесса. Процессы переработки информации здоровым мозгом не сопровождаются значительными изменениями его энергетического метаболизма (Т.Б.Швец-Тенета-Гурий, 1986).
В настоящее время полагают, что основным источником сдвигов постоянного потенциала являются изменения мембранного потенциала глиальных клеток, который зависит от содержания калия в экстраклеточной среде. Концентрация последнего повышается, в частности, при усилении суммарной электрической активности нейронов, что и приводит к изменению мембранного потенциала глиальных клеток (Т.Б.Швец-Тенета-Гурий, 1986). Направление сдвига постоянного потенциала при этом зависит от уровня бодрствования и определяется, вероятно, балансом между скоростью выделения калия в экстраклеточное пространство и скоростью его активного удаления из этого пространства.
М.В.Фролов (1986), также отмечая существенную роль глиальных клеток в генезе инфранизких колебаний, полагает, что процессы метаболизма тесно связаны с лимбико-гипоталамической системой, деятельность которой проявляется на всех уровнях функциональной иерархии, оказывая влияние на механизмы устойчивости и гомеостаза, на трансформацию функциональных состояний и переход к новым уровням активности.
Согласованность изменений, протекающих в различных структурах мозга, позволила сформулировать представления (В.А.Илюхина, 1981, 1982) о существовании сверхмедленной управляющей системы, которая формируется на основе нейрогуморальных взаимодействий центральных и периферических структур и осуществляет регуляцию функциональных состояний организма. Сверхмедленная активность головного мозга тесно связана с метаболическими (В.А.Илюхина и др., 1983) процессами в центральной нервной системе (процессами гликолиза и окислительного фосфорилирования,
перераспределением ионов кальция в цитоструктурах и РНК-синтетической активностью).
Таким образом, к настоящему времени существуют следующие гипотезы о природе медленных потенциалов мозга:
1) Постоянный потенциал является отражением информационной деятельности нервных клеток.
2) Постоянный потенциал обусловлен изменением метаболизма нервных клеток при реализации той или иной информационной функции.
3) Постоянный потенциал имеет двойственную природу: с одной стороны, он связан с метаболизмом, а с другой - с информационной активностью нейронов.
4) Постоянные потенциалы - это сумма биоэлектрической и биоэлектрохимической активности.