Анализ особенностей электроэнцефалограммы у детей с синдромом нарушения внимания и гиперактивностью

М.И. Лохов, Ю.А. Фесенко, Л.П. Рубина, НИИ экспериментальной медицины РАМН
Центр восстановительного лечения «Детская психиатрия», Санкт-Петербург.

Основанием для формирования синдрома нарушения внимания с гиперактивностью (СНВГ) является минимальная дисфункция мозга (МДМ). Понятие МДМ возникло в неврологической детской практике для характеристики перинатальных поражений мозга, не приводящих к выраженным нарушениям моторики и интеллекта, но вызывающих четкие неврологические и психопатологические расстройства [1, 2]. Большинство исследователей к наиболее часто встречающимся при МДМ неврологическим симптомам относят нарушение ассоциативных движений, подергивание различных групп мышц, тремор пальцев рук, нарушения сухожильных рефлексов и координации движений, а к психопатологическим расстройствам — нарушение внимания, гиперактивность, эмоциональную лабильность, повышенную утомляемость, нарушение восприятия и образования понятий. В связи с тем что «нарушение внимания с гиперактивностью» встречаются при МДМ в 80—93%, они были выделены в отдельный синдром, заменяющий (хотя и не совсем справедливо) в настоящее время понятие МДМ.

За последние десятилетия в детской неврологической практике отмечается рост числа детей с СНВГ. В Санкт-Петербурге, по данным эпидемиологических обследований, СНВГ обнаруживается у 17,5% детей в возрасте от 4 до 11 лет [3]. В диагностическом и статистическом руководстве по психическим заболеваниям Американской ассоциации психиатров 1994 г. (DSM-IV) указанный синдром разделен на 3 вида: с преобладанием невнимательности, с преобладанием гиперактивности-импульсивности и смешанный.

С нейрофизиологической точки зрения высказывается предположение, что в основе этиологии СНВГ лежит нарушение взаимодействия хвостатого ядра и фронтальной коры, вызванное, по-видимому, дисбалансом дофамина и норадреналина [4]. Для компенсации этого дисбаланса организм вынужден прибегать к своеобразной стимуляции коры головного мозга через двигательные центры, что и приводит к синдрому гиперактивности. Таким образом, повышенная двигательная активность служит своеобразным защитным механизмом, поддерживающим определенное функциональное взаимодействие между структурами мозга, ответственными за его нормальное развитие.

Использование при СНВГ компьютерного кросскорреляционного анализа электроэнцефалограммы (ЭЭГ) предоставляет принципиально новые возможности для определения взаимодействия структур коры головного мозга, которое может осуществляться не только непосредственно между самими участками коры, но и через подкорковые образования. Вычисление кросскорреляционной функции позволяет раскрыть механизмы и пути формирования функциональных связей между активностью разных отделов мозга.

Степень сходства или связи двух ЭЭГ при кросскорреляционном анализе определяется по величине коэффициента кросскорреляции (Ccr), которая может находиться в пределах от +1 до -1. Если две ЭЭГ являются точными копиями, то Ccr этих ЭЭГ будет равен максимальному значению, т. е. +1. В тех случаях, когда два исследуемых процесса заключают в себе кроме общих составляющих другие элементы, свойственные каждому из них в отдельности, величина связи, определяемая по Ccr, будет иметь значение меньше единицы, и тем меньше, чем больше независимых элементов или частот имеется в двух исследуемых ЭЭГ.

При анализе кросскорреляции количественно определяются обычно следующие величины:

1. Степень корреляционной связи по величине Ccr — отношению максимального значения кросскорреляционной функции к величине максимума автокорреляционной функции каждого из исследуемых процессов при t=0 (принятой за 1).
2. Временной сдвиг максимума кросскорреляционной функции — ВС или t, характеризующий временные отношения двух процессов.

При этом по величине Ccr можно судить о степени корреляционной связи двух процессов: при значении Ccr до 0,2 — связь очень слабая; от 0,2 до 0,5 — умеренная; от 0,5 и выше — значительная; от 0,7 до 0,9 — тесная или высокая.

При t=0 процесс характеризуется синфазностью колебаний в двух отведениях ЭЭГ. При сравнении 1 и 2-го отведений t со знаком + характеризует опережение процесса в отведении 1 по сравнению с отведением 2, а t со знаком минус характеризует опережение в отведении 2 по сравнению с отведением 1.

В наших многолетних исследованиях кросскорреляционной активности в ЭЭГ у детей в норме и при развитии пограничных расстройств [5—7] использовалась монополярная регистрация с усредненным ушным электродом на компьютерной энцефалографической приставке «Телепат» с записью на жесткий носитель компьютера и последующей обработкой по специальным программам анализа, разработанным в ЛЭТИ им. А. С. Попова. Для представления полученных результатов в наглядной форме использовался известный метод проекции графов [8], отражающий динамику перемещения фокусов максимальной активности и сопряженного угнетения различных областей левого и правого полушарий головного мозга. На языке теории графов такие области обозначаются соответственно как точки истока и стока. Мы изучали наличие истоков и стоков в теменно-затылочную или нижнетеменную зону (цитоархитектонические поля 39 и 40, по Бродману) правого полушария головного мозга. Эта область коры головного мозга, по данным многих исследований [9—11], играет ведущую роль в развитии психики и интеллекта ребенка, а также имеет немаловажное значение при многих психических нарушениях во взрослом возрасте [12, 13]. Достаточно сказать, что характерные профили психотропных фармакологических препаратов строятся именно по отношению к правой теменно-затылочной области коры головного мозга [14].

В нашей практике из 658 детей в большинстве случаев (70%) встречался именно смешанный тип СНВГ, часто (в 30—40%) осложненный другими пограничными психическими расстройствами детского возраста (тики, заикание, энурез) [5, 6].

Рис. 1. Усредненные данные кросскорреляционного анализа ЭЭГ здоровых испытуемых детей 3—11 лет. Тонкие стрелки на графиках обозначают кросскорреляции со значением от 0,3 до 0,5, а более толстые — выше 0,5. Направление стрелок характеризует опережение в работе той структуры, откуда стрелка исходит (так называемый исток).

Рис. 2. Усредненные данные кросскорреляционного анализа ЭЭГ детей 3—11 лет, страдающих тяжелыми формами заикания (пояснения в тексте).

Рис. 3, а. Фрагмент компьютерного кросскорреляционного анализа фоновой записи ЭЭГ больного О., 6 лет, с СНВГ.

Рис. 3, б. Фрагмент компьютерной ЭЭГ того же больного на фоне гипервентиляции.
Предварительный диагноз: заикание, СНВГ.

Рис. 3, в. Фрагмент компьютерного кросскорреляционного анализа ЭЭГ на фоне гипервентиляции у того же больного.

В приведенных далее результатах исследований показана динамика изменения характера кросскорреляционной активности, характеризующей взаимоотношения между различными зонами коры головного мозга в норме и при СНВГ у детей 3—11 лет, при жестко выбранной периодичности и эпохи анализа (8 с) фоновой записи ЭЭГ и во время гипервентиляции. Гипервентиляция проводилась в течение 3 мин, с максимальной глубиной вдоха и выдоха, и частотой 20 дыхательных движений в минуту.

Как видно из представленных данных (рис.1), усредненных более чем по 200 здоровым испытуемым (дети 3—11 лет), правая теменно-затылочная область в норме (3-минутная фоновая запись), начиная с 3—4-летнего возраста, являлась областью истоков, что подтверждается результатами других исследований [9—11]. При анализе, как правило, использовался диапазон частот 4—12 Гц. При динамике кросскорреляций в случае последовательного анализа фоновой записи ЭЭГ у одного здорового ребенка оказывалось, что взаимоотношения между структурами не являлись однородными. Они как бы «дышат», конкурируют между собой за лидерство на усредненной записи. В некоторых случаях обнаруживалось, что отрезки ЭЭГ меняли отношения между собой на прямо противоположные тем, которые выявлялись при статистическом усреднении записи в целом. Такой живой динамический рисунок кросскорреляций был характерен для большинства детей 3—11 лет. Стоит также заметить, что в норме большинство связей имело коэффициент корреляции выше 0,5.

Совершенно иная картина наблюдалась при анализе ЭЭГ у больных детей того же возраста с пограничными психическими расстройствами, в частности с СНВГ (рис. 2).

На рис. 3, а приведены результаты компьютерной ЭЭГ больного О., 6 лет, с СНВГ и заиканием. Приведены результаты обработки фоновой записи, т. е. записи ЭЭГ в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами. Фоновая запись отличалась от характерной для нормы лишь измененным в некоторых фрагментах направлением взаимодействия между структурами мозга. Однако во время гипервентиляции — усиленной дыхательной активности, которая в обычных условиях эквивалентна усиленному дыханию при энергичной двигательной активности ребенка — отмечалось заметное изменение этих взаимоотношений. В ответ на гипервентиляцию в ЭЭГ по прошествии первой минуты возникали генерализованные вспышки q-ритмической активности в диапазоне частоты 4 Гц (рис. 3, б), что сопровождалось временным восстановлением полноценных кросскорреляционных связей теменно-затылочной зоны правого полушария с другими областями головного мозга (рис. 3, в).

Таким образом, можно предположить, что гиперактивность является своего рода защитным механизмом, временно восстанавливающим нормальные связи в коре головного мозга и тем самым сохраняющим нормальное интеллектуальное развитие ребенка.

Проведенное нами исследование обнаружило, что наблюдаемые изменения не характерны для других моносимптоматических пограничных расстройств детского возраста.

Итак, ЭЭГ у детей с СНВГ имеет ряд особенностей, которые отличают ее от характерной для нормы или детей с другими моносимптоматическими пограничными психическими расстройствами.

Во-первых, хотя по внешним проявлениям в большинстве случаев фоновая запись ЭЭГ у детей с СНВГ незначительно отличается от возрастной нормы (наличие доминирующей a-активности, ее распределение, отсутствие четко выраженных патологических знаков и т. п.), по результатам кросскорреляционного анализа в диапазоне ведущих регистрируемых ритмов (4—12 Гц) наблюдается четко выраженное отклонение от нормы, заключающееся в практически полном отсутствии связей между лобными и другими структурами головного мозга.

Во-вторых, во время гипервентиляции (при стандартных условиях) медленноволновая активность (3—5 Гц) у детей с СНВГ появляется в большинстве случаев уже на первой минуте и носит генерализованный циклический характер (длительность циклов по 10—15 с) на протяжении всей пробы с незначительным последействием (20—30 с) после ее окончания.

В-третьих, во время возникновения медленноволновой активности восстанавливаются связи (по результатам кросскорреляционного анализа) между лобными и другими структурами головного мозга, чего не наблюдается при аналогичных условиях у больных с другими моносимптоматическими пограничными психическими расстройствами.

Полученные данные позволяют говорить о более слабом контроле со стороны ретикулярной формации ствола мозга за неспецифическими таламическими структурами и о ведущей роли этих структур в синхронизации взаимодействия между различными образованиями головного мозга, участвующих в процессах памяти и обеспечивающих интеллектуальную сохранность больного СНВГ.

Литература:

1. (Trjesoglava Z.) Тржесоглава  З. Легкая дисфункция мозга в детском возрасте. М.: Медицина, 1986.
2. Яременко  Б. Р., Яременко  А. Б., Горяинова  Т. Б. Минимальные дисфункции мозга у детей. СПб.: САЛИТ-ДЕАН, 1999.
3. Современные аспекты диагностики и лечения синдрома нарушения внимания с гиперактивностью у детей. Под ред. Т. А. Лазебник, Л. С. Чутко, Ю. Д. Кропотова и др.
4. (Lubar J. F.) Любар Дж. Ф. Биоуправление, дефицит внимания и гиперактивность. Биоуправление-3. Теория и практика. Новосибирск, 1998; 142—62.
5. Лохов  М. И., Фесенко  Ю. А. Заикание и логоневроз. Диагностика и лечение. СПб.: СОТИС, 2000.
6. Лохов  М. И., Фесенко  Ю. А., Рубин  М. Ю. Плохой хороший ребенок. СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2003.
7. Лохов  М. И. Психофизиологические механизмы коррекции речи при заикании. СПб.: Наука, 1994.
8. Павлова  Л. П., Романенко  А. Ф. Системный подход к психофизиологическому исследованию мозга человека. Л.: Наука, 1988.
9. Хризман  Т. П. Развитие функций мозга ребенка. Л.: Наука, 1978.
10. Шеповальников  А. Н. Активность спящего мозга. Л.: Наука, 1971.
11. Шеповальников  А. Н. и др. Функциональная асимметрия мозга при нарушениях речевого и слухового развития. М.: Наука, 1992.
12. Александровский  Ю. А. Пограничные психические расстройства. М.: Медицина, 2000.
13. Flor-Henry P. Cerebral basis of psychopathology. Wright, Boston etc., 1983.
14. Itil  T. M. The significance of quantitative pharmacy EEG in discovery and classification of psychotropic drugs. EEG Drug Res. N. Y., 1982; 131—50

Журнал "Обозрение психиатрии и медицинской психологии им. В.М. Бехтерева", т. 02, N2, 2005