CC BY
96
УДК [612.82:616.831:616.89-008.47]-053.2
ПАнков Михаил николаевич, кандидат медицинских наук, доцент, заместитель директора по консультативно-диагностической работе Института медико-биологических исследований Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор 93 научных публикаций, в т. ч. двух монографий
Рудакова Евгения васильевна, соискатель кафедры физиологии и патологии развития человека Института медико-биологических исследований Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор 7 научных публикаций
изменения церебрального энергетического метаболизма
у детей с синдромом дефицита внимания в процессе тренинга с биологической обратной связью *
В работе отражены изменения энергетического метаболизма головного мозга у детей 8-14 лет с СДВГ в процессе тренинга с биологической обратной связью по параметрам ЭЭГ. Положительная динамика свидетельствует о восстановительных процессах фронтального неокортекса, который в первую очередь отвечает за функции контроля, регуляции и программирования деятельности (executive functions).
Дети, синдром дефицита внимания, уровень постоянных потенциалов, церебральный энергетический метаболизм, ЭЭГ-биорегулирование
Современная возрастающая информационная нагрузка на ребенка в значительной степени определяет условия его развития. В процессе школьного обучения увеличивается количество психопатологических состояний, среди которых на лидирующие позиции выходит синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ), характеризующийся нарушениями внимания, гиперактивностью и импульсивностью [1]. Выделяют три формы этого синдрома: с преобладанием дефицита внимания, с преобладанием гиперактивности и импульсивности, и комбинированную. Особенности клинических проявлений опре-
деляют тактику лечения и коррекции СДВГ Современная медикаментозная терапия СДВГ у детей основана на представлениях о патогенезе нарушений нейромедиаторного обмена и морфофункциональной незрелости ряда мозговых структур. Значительный интерес представляют и немедикаментозные подходы к коррекции проявлений СДВГ: психотерапия, психолого-педагогическая коррекция, специальные занятия и тренинги. В связи с актуальностью данной проблемы, поиском и разработкой эффективных немедикаментозных методик для коррекции данного состояния все большее применение находит тренинг с био-
* Работа выполнена при поддержке аналитической ведомственной программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)» № 2.2.3.3/9711.
© Панков М.Н., Рудакова Е.В., 2011
логической обратной связью (БОС-тренинг) или функциональное ЭЭГ-биоуправление [2].
Многими исследователями показана принципиальная возможность способности человека избирательно управлять спектром частот своей ЭЭГ, если при этом ему дается сигнал, информирующий об успехе или неуспехе в продуцировании желательного паттерна ЭЭГ В процессе биоуправления пациент и специалист непрерывно получают информацию о текущем значении контролируемых параметров, что в большинстве случаев позволяет качественно судить об успешности тренинга. Позитивные изменения выбранной для коррекции «мишени» подкрепляются использованием компьютерных мультимедийных средств. Процесс биоуправления представляет замкнутый контур: пациент, датчики для регистрации физиологической информации, устройство для ввода данной информации в компьютер и сам компьютер [3]. Конечной целью БОС-тренинга является не просто обучение осознанному управлению той или иной физиологической функцией, а перевод ее на другой уровень функционирования без постоянного или эпизодического волевого усилия пациента.
Многочисленные данные об эффективности биоуправления, как правило, подтверждаются электроэнцефалографическими методами исследования центральной нервной системы детей с СДВГ [1, 4]. Однако до сих пор остается малоизученным вопрос об изменении энергетического состояния головного мозга детей с СДВГ под влиянием ЭЭГ-био-управления. Оптимальным и нетрудоемким методом, позволяющим достоверно оценивать энергетическое состояние мозга, является метод регистрации уровня постоянных потенциалов (УПП) [5].
Исследования последних лет свидетельствуют, что постоянные потенциалы (ПП) как разновидность сверхмедленных физиологических процессов головного мозга [6, 7] возникают в результате суммации мембранных потенциалов нервных и глиальных клеток, а также разности потенциалов на мембранах гематоэнце-фалического барьера, хотя их вклад в генез ПП
в конкретных ситуациях может быть различным [5, 8, 9]. Генерация мембранных потенциалов требует энергозатрат, идущих на совершение работы против электрохимического градиента потенциалобразующих ионов, поэтому параметры уровня постоянных потенциалов связаны с церебральными энергозатратами и позволяют оценивать их интенсивность [10, 11].
Отсутствие данных об изменениях церебрального энергетического метаболизма под влиянием тренинга с биологической обратной связью и предопределило цель настоящей работы - выявить изменения церебрального энергетического метаболизма у гиперактивных детей с дефицитом внимания при психофизиологической коррекции с помощью ЭЭГ-биоуправления.
Методика. Исследование проводилось на базе научно-практического центра «Синдром дефицита внимания с гиперактивностью “Содействие”». Института развития ребенка Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова г. Архангельска (далее - СДВГ-Центр). Обследована группа детей 8-14 лет с проявлениями СДВГ, преимущественно с преобладанием дефицита внимания, проживающих в г. Архангельске, обратившихся в СДВГ-Центр и проходивших там курс тренингов с биологической обратной связью.
Критерии включения: проявления невнимательности, гиперактивности, импульсивности (диагностические критерии в соответствии с МКБ-10 и DSM-IV). Критерии исключения: индивидуальные особенности личности и темперамента; тревожные расстройства; астенический синдром при соматических заболеваниях; последствия перенесенной черепно-мозговой травмы, нейроинфекции, интоксикации; психические расстройства. Включение в группу проводилось с учетом возраста и клинической формы СДВГ.
Исследование постоянных потенциалов головного мозга было проведено у 27 детей с СДВГ с преобладанием дефицита внимания 8-14 лет до и после курса БОС-тренинга. Для регистрации, обработки и анализа уровня ПП головного мозга применялся аппаратно-про-
граммный диагностический комплекс «Нейроэ-нергометр-03» [13]. Уровень постоянного потенциала регистрировался монополярно с помощью неполяризуемых хлор-серебряных электродов (референтного и активного) и усилителя постоянного тока с входным сопротивлением 10 Ом. Референтный электрод располагали на запястье правой руки, активные - вдоль сагиттальной линии - в лобной, центральной, затылочной областях, а также в правом и левом височных отделах (точки Fz, Cz, Oz, Td, Ts по международной системе «10-20%»). Анализ УПП производился путем картирования полученных с помощью монополярного измерения значений УПП и расчета отклонений УПП в каждом из отведений от средних значений, зарегистрированных по всем областям головы, при котором появляется возможность определить локальные значения УПП в каждой из областей, исключая влияния, идущие от референтного электрода.
С целью изучения особенностей внимания использовался тест Тулуз-Пьерона, один из вариантов «корректурной пробы», адаптированный к различным возрастным группам. Суть задания состоит в дифференцировании стимулов, близких по форме и содержанию, в течение точно определенного времени. Основным расчетным показателем являлась точность внимания. Все дети выполняли тест до начала и после завершения курса БОС-тренинга.
Курс занятий по ЭЭГ-биоуправлению с помощью реабилитационного психофизиологиче-
ского комплекса для БОС-тренинга «РЕАКОР» для каждого ребенка составил 14 сеансов. Занятия проводились 6 раз в неделю с одним выходным днем. Одно занятие длилось 2025 мин. Для коррекции был выбран сценарий «бета/тета-тренинга», рекомендуемый при пограничных нервно-психических заболеваниях, депрессивных синдромах, а также синдроме дефицита внимания и/или гиперактивности. В качестве точек отведения ЭЭГ-сигнала использовали FCz (между Fz и Cz) и PCz (между Pz и Cz). Контролируемыми параметрами являлись индекс мощности бета-1-ритма, индекс мощности тета-ритма и их соотношение.
Полученные данные были подвергнуты статистической обработке с использованием пакета методов STADIA 6.0, SPSS for Windows и методов анализа данных программы Excel. Оценка достоверности различий проводилась с использованием Т-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Анализ результатов исследования показал (см. таблицу), что у детей с СДВГ до курса ЭЭГ-биоуправления энергообеспечение головного мозга характеризовалось снижением УПП в лобных отделах (Fz), разности потенциалов между лобным отведением и центральным (Fz-Cz), затылочным (Fz-Oz), правовисочным (Fz-Td) и левовисочным (Fz-Ts) отведениями и нарушением принципа «куполообразности» распределения УПП, что является характерными признаками СДВГ [13, 14].
ПОКАЗАТЕЛИ УРОВНЕЙ ПОСТОЯННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ (MV)
У ДЕТЕЙ С СДВГ С ПРЕОБЛАДАНИЕМ НАРУШЕНИЙ ВНИМАНИЯ ДО И ПОСЛЕ КУРСА ЭЭГ-БИОУПРАВЛЕНИЯ (М±М)
Показатель УПП до курса УПП после курса
Fz 21,15±1,82 24,26±2,48
Cz 34,37±2,42 31,30±2,50
Oz 32,00±2,37 31,51±3,04
Td 31,73±2,53 31,01±2,31
Ts 31,26±2,45 29,88±2,04
Sum 150,51±10,56 147,96±11,40
Fz-Cz -13,24±1,47 -7,04±1,49**
Окончание таблицы
Fz-Oz -8,90±1,86 -7,26±2,04
Fz-Td -10,60±1,54 -6,75±1,49
Fz-Ts -10,15±1,48 -5,63±1,49*
Cz-Oz 2,37±1,67 0,21±1,69
Cz-Td 2,64±1,56 0,29±1,46
Cz-Ts 3,09±1,79 1,42±1,26
Oz-Td 0,27±1,60 0,51±1,80
Oz-Ts 0,72±1,78 1,63±2,09
Td-Ts 0,45±1,38 1,13±1,04
Примечание. Достоверная разница с показателями до курса биоуправления: * - р < 0,05; ** - р < 0,01.
Известно, что фронтальный неокортекс отвечает за программирование и контроль деятельности [15-18], является ключевым звеном в функционировании когнитивной сферы человека и, в частности, высшим регуляторным центром произвольного внимания. Недостаточное энергетическое обеспечение, по нашему мнению, может приводить к несфор-мированности и относительной морфо-функ-циональной незрелости лобных структур головного мозга у детей [13, 14].
Курс ЭЭГ-биоуправления, состоящий из 14 сеансов, несколько изменил распределение УПП головного мозга у детей с СДВГ (см. таблицу). Так, выявлена тенденция к повышению УПП в лобных отделах и существенное увеличение разности потенциалов между лобным и центральным (р < 0,01), лобным и левым височным (р < 0,05) отведениями (рис. 1). В динамике УПП в остальных отведениях наметилась лишь тенденция к нормализации.
Таким образом, уже за один курс БОС-тре-нинга по параметрам ЭЭГ произошли изменения энергетического метаболизма головного мозга, свидетельствующие прежде всего о повышении энергообеспечения фронтальных отделов головного мозга детей с СДВГ. По нашему мнению, функциональное биоуправление является одной из эффективных и патогенетически обоснованных технологий в комплексной коррекции проявлений синдрома дефицита внимания с гиперактивностью.
Качественные изменения внимания у детей с СДВГ до и после курса БОС-тренинга подтверждаются также результатами теста Ту-луз-Пьерона. Положительная динамика в распределении показателей точности внимания по тесту Тулуз-Пьерона до и после коррекции представлена на рис. 2.
Рис. 1. Динамика уровней постоянных потенциалов в стандартных отведениях у детей с СДВГ после курса ЭЭГ-биоуправления в процентах к исходным
Ниже средних Средние Выше средних Высокие
ЕЗ До 0 После
Рис. 2. Гистограмма показателей точности внимания по тесту Тулуз-Пьерона до и после коррекции с помощью БОС-тренинга
Так, после курса ЭЭГ-биоуправления на гистограмме распределения показателей внимания произошел выраженный сдвиг вправо. Показатели «ниже средних» составили 67% от исходных значений до курса БОС-тренинга, а количество «высоких» показателей увеличилось более чем в два раза.
Заключение. Таким образом, результаты исследования показали, что один курс психофизиологической коррекции, состоящий из І4 сеансов ЭЭГ-биоуправления по бета/тета-
ритму, способствует нормализации энергетического метаболизма головного мозга детей с СДВГ, прежде всего во фронтальных областях, где находится система управления поведением и высший регуляторный центр произвольного внимания.
Для перевода управляющих систем на более стабильный уровень функционирования и получения стойкого эффекта у детей с синдромом дефицита внимания необходимы, по нашему мнению, повторные курсы БОС-тренингов.
Список литературы
1. Чутко Л.С., Пальчик А.Б., Кропотов Ю.Д. Синдром нарушения внимания с гиперактивностью у детей и подростков. СПб., 2004.
2. Кропотов Ю.Д. Современная диагностика и коррекция синдрома нарушения внимания (нейрометрика, электромагнитная томография и нейротерапия). СПб., 2005.
3. Штарк М.Б., Скок А.Б., Шубина О.С. Электроэнцефалографическое биоуправление в лечении аддиктив-ных расстройств // Наркология. 2002. № 11. С. 19-27.
4. Кропотов Ю.Д., Пономарев В.А., Гринь-Яценко В.А. Метод ЭЭГ-биоуправления в лечении синдрома нарушения внимания и гиперактивности у детей // Физиология человека. 2001. Т. 27, № 4. С. 126-135.
5. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В. Интенсивность церебрального энергетического обмена: возможности его оценки электрофизиологическим методом // Вестник РАМН. 2001. № 8. С. 38-43.
6. Аладжалова Н.А. Психофизиологические аспекты сверхмедленной ритмической активности мозга. М., 1979.
7. Илюхина В.А., Матвеев Ю.К., Федорова М.А. Метод картирования функциональных состояний проекционных зон коры по показателям омега-потенциала в отведении от поверхности головы // Физиология человека. 1997. Т. 23. № 6. С. 123-130.
8. Бредбери М. Концепция гематоэнцефалического барьера. М., 1983.
9. Заболоцких И.Б. Сверхмедленные физиологические процессы в комплексных исследованиях нормальных, компенсированных и декомпенсированных состояний человека: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Л., 1988.
10. Пономарева Н.В., Фокин В.Ф., Селезнева Н.Д. Церебральная дисфункция у лиц с повышенным риском развития болезни Альцгеймера // Вестн. РАМН. 1999. № 1. С. 16-20.
11. Somjen G.G., Rosenthal M. Origin of Cerebral Field Potentials // Cerebral Potentials / Speckmann E.-J., Caspers H. ^ds.). Stuttgart, 1979. P. 164-174.
12. Пономарева Н.В., Фокин В.Ф. Способ оценки энергетического состояния головного мозга: патент на изобретение № 2135077. 1999.
13. Подоплекин Д.Н. Распределение постоянных потенциалов головного мозга при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью у детей-северян: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Архангельск, 2003.
14. Синдром дефицита внимания с гиперактивностью: особенности физиологического статуса детей / А.В. Грибанов, Т.В. Волокитина, Е.А. Гусева, Д.Н. Подоплекин // Экология человека. 2002. № 1. С. 36-38.
15. Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. М., 2002.
16. Хомская Е.Д. Нейропсихология. М., 1987.
17. BarkleyR.A. Attention Deficit Hyperactivity Disorder. N.Y; L., 1998.
18. Brown T.E. Attention-deficit Disorders and Comorbidities in Children, Adolescents, and Adults. Washington; L., 2000.
Pankov Mikhail, Rudakova Evgenia
CHANGES OF BRAIN ENERGY METABOLISM IN CHILDREN WITH ATTENTION DEFICIT DISORDER VIA BIOFEEDBACK TRAINING
The article presents changes of brain energy metabolism in children aged 8-14 with Attention Deficit Disorder as a result of the training with EEG-biofeedback. The positive dynamics is indicative of the reparative processes in the frontal neocortex, which is primarily responsible for control, regulation, and executive functions.
Контактная информация: Панков Михаил Николаевич e-mail\ icd@pomorsu.ru Рудакова Евгения Васильевна e-mail: rudakovaev@rambler.ru
Рецензент _ Ишеков Н.С., доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой возрастной физиологии и валеологии Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова
