CC BY
10
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 616.12-089.168.1-06 DOI: 10.18699/SSMJ20210202
Изменения вызванной синхронизации/десинхронизации электрической активности коры мозга у кардиохирургических пациентов с послеоперационной когнитивной дисфункцией
И.В. Тарасова1, Н.В. Вольф2, Д.С. Куприянова1, О.А. Трубникова1, О.Л. Барбараш1
1 НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний 650002, г. Кемерово, Сосновый б-р, 6
2 НИИ физиологии и фундаментальной медицины 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 4
Резюме
Цель исследования - анализ вызванной синхронизации/десинхронизации электрической активности коры мозга при выполнении задачи на селекцию стимулов у пациентов, перенесших коронарное шунтирование (КШ) в условиях искусственного кровообращения с наличием и отсутствием послеоперационной когнитивной дисфункции (ПОКД). Материал и методы. В исследовании участвовали 32 мужчины, средний возраст 57,2±6,1 года. Все пациенты проходили нейропсихологическое тестирование и электроэнцефалографическое (ЭЭГ) исследование за 3-5 дней до КШ и на 7-10-е сутки после вмешательства. Наличие ПОКД определяли согласно критерию: снижение когнитивного показателя на 20 % по сравнению с предоперационным уровнем в 20 % тестов из использованной тестовой батареи. Регистрация ЭЭГ проводилась монополярно в 62 стандартных отведениях системы 10-20 с помощью энцефалографа NEUVO (Compumedics, США). Результаты. Обнаружено, что на 7-10-е сутки после КШ у пациентов с ПОКД наблюдается менее выраженная десинхронизация тета-активности в левых лобно-центральных регионах коры в интервале 200-400 мс по сравнению с пациентами без когнитивного снижения. При этом в левых париетальных отделах мозга уменьшение вызванной тета-активности на этом этапе было отмечено только до операции, а на 7-10-е сутки после операции даже у пациентов без ПОКД выраженность десинхронизации тета-ритма снижалась. Также пациенты с ПОКД имели меньшую степень десинхронизации тета-ритма как фронтоцентральных, так и париетальных отделов правого полушария в интервале 600-800 мс по сравнению с пациентами без когнитивного снижения. Заключение. Снижение когнитивных функций у пациентов после КШ в условиях искусственного кровообращения, определяемое по данным нейропсихологического тестирования, сопровождается патологическими изменениями связанной с выполнением когнитивной задачи тета-активности коры. Анализ вызванной синхронизации/десинхронизации ЭЭГ может быть использован в качестве как предикторов послеоперационных когнитивных расстройств, так и объективных маркеров ПОКД.
Ключевые слова: вызванная десинхронизация/синхронизация, тета-активность, послеоперационная когнитивная дисфункция, коронарное шунтирование, искусственное кровообращение.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности. Работа выполнена частично при поддержке РФФИ и Кемеровской области, грант №2 20-415420005 р_а.
Автор для переписки: Тарасова И.В., е-таП: iriz78@mail.ru
Для цитирования: Тарасова И.В., Вольф Н.В., Куприянова Д.С., Трубникова О.А., Барбараш О.Л. Изменения вызванной синхронизации/десинхронизации электрической активности коры мозга у кардиохирургических пациентов с послеоперационной когнитивной дисфункцией. Сибирский научный медицинский журнал. 2021; 41
(2): 12-20. doi: 10.18699/SSMJ20210202
Changes in event-related synchronization/desynchronization of brain electric activity in cardiosurgical patients with postoperative cognitive dysfunction
I.V. Tarasova1, N.V. Volf2, D.S. Kupriyanova1, O.A. Trubnikova1, O.L. Barbarash1
1 Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases 650002, Kemerovo, Sosnovy blvd., 6
2 Scientific Research Institute of Physiology and Basic Medicine 630117, Novosibirsk, Timakov str., 4
Abstract
Aim of the study was to analyze the event-related synchronization/desynchronization of brain electrical activity during visual selection task in patients underwent on-pump coronary artery bypass grafting (CABG) with and without postoperative cognitive dysfunction (POCD). Material and methods. The study included 32 men who underwent on-pump CABG, mean age 57.2 ± 6.08 years. All patients carried out extended neuropsychological testing, a multi-channel computer electroencephalography (EEG) 3-5 days before CABG and on the 7-10th day after the surgery. The POCD was determined according to the criterion: 20 % decrease in the cognitive indicator compared to that at baseline on 20 % of the tests included in the neuropsychological battery. Monopolar EEGs were recorded in 62 sites of 10-20 system with NEUVO encephalograph (Compumedics, USA) during cognitive task performing in patients wi h and without POCD. Statistical processing was performed using the STATISTICA 10.0. Results. It was found that the POCD patients had less pronounced theta desynchronization in the left frontal-central regions during the stage of 200-400 ms at the 7-10 days after CABG in comparison to patients without cognitive decline. Moreover, in the left parietal leads POCD patients had decreased theta desynchronization during the stage of 200-400 ms even before the surgery. At the 7-10 days after CABG, only the patients without POCD had a decrease of event-related theta activity in the left parietal leads compared with baseline. During the stage of 600-800 ms, the POCD patients had a lower degree of theta-desynchronization of both frontal-central and parietal regions of right hemisphere compared to patients without cognitive decline. Conclusion. The cognitive decline in patients after CABG determined according to neuropsychological testing is accompanied by pathological changes in the event-related theta activity. An analysis of event-related synchronization/desynchroniza-tion can be used both as predictor of postoperative cognitive impairment and as objective marker of POCD.
Key words: event-related desynchronization/synchronization, theta activity, postoperative cognitive dysfunction, on-pump coronary artery bypass grafting.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgments. This work was partially supported by the Russian Foundation for Basic Research and the Kemerovo Region, Grant No. 20-415-420005 r_a.
Correspondence author: Tarasova I.V., e-mail: iriz78@mail.ru
Citation: Tarasova I.V, Volf N.V, Kupriyanova D.S., Trubnikova O.A., Barbarash O.L. Changes in event-related synchronization/desynchronization of brain electric activity in cardiosurgical patients with postoperative cognitive dysfunction. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2021; 41 (2): 12-20. [In Russian]. doi: 10.18699/SSMJ20210202
Введение
Риск неврологических осложнений после кардиохирургических операций, проводимых в условиях искусственного кровообращения (ИК), остается в настоящее время значительным, это связано с растущей сложностью хирургических процедур и увеличением возраста оперируемых пациентов [1, 2]. Внедренные хирургические инновации и перфузионные методы интраопе-рационной защиты головного мозга позволили снизить частоту грубых нарушений мозгового кровообращения до 1-2 % [1], однако не более
мягких, диффузных изменений в мозге, потенциально способствующих в дальнейшем значительному снижению эффективности мозговых функций. Наибольшую обеспокоенность медицинского сообщества вызывают послеоперационные когнитивные расстройства - нарушения памяти, внимания и других когнитивных способностей, которые выявляются у пациентов при помощи нейропсихологического тестирования в раннем послеоперационном периоде и у части пациентов могут сохраняться в течение года и более после кардиохирургической операции [3, 4]. Это
приводит к снижению качества жизни больного и его социальной адаптации в послеоперационном периоде. Современная литература указывает, что их частота весьма высока, от 30 до 70 % [1, 3, 4]. В настоящее время расстройства такого вида принято обозначать термином «послеоперационная когнитивная дисфункция» (ПОКД) [4, 5]; среди факторов риска, связанных с послеоперационным снижением когнитивных функций, называют микроэмболию, мозговую гипоперфу-зию, отягощенный преморбидный фон и развитие системного воспалительного ответа [1, 3-5]. Однако в целом патогенез когнитивного снижения после операций в условиях общей анестезии и ИК все еще остается неясным.
Немаловажным для успешного предотвращения и лечения ПОКД является ее ранняя диагностика. Высокоинформативным диагностическим инструментом для получения данных о специфических изменениях когнитивных функций при ПОКД может быть анализ связанной с выполнением когнитивной задачи электрической корковой активности, позволяющий оценить временные характеристики и величину нейронного ответа, ассоциированного с переработкой поступающей во время выполнения задачи информации. Нарушение динамики корковых ответов при выполнении задач на рабочую память и внимание ранее показано у пациентов с прогрессирующими формами когнитивных расстройств и деменцией [6, 7].
Уточнение топографических характеристик мозгового повреждения, ассоциированного с ПОКД, также является объектом растущего интереса со стороны исследователей. Считается, что такой фактор, как мозговая гипоперфузия вследствие ИК, может способствовать развитию множества мелких инфарктов в так называемых «зонах водораздела» - концевых ветвях соседствующих крупных мозговых артерий [8]. Следовательно, регионы головного мозга, находящиеся в зонах водораздела, в том числе фронтальная и париетальная кора, наиболее уязвимы при проведении операций в условиях ИК. При этом ранее установлено, что у пациентов с хроническим нарушением мозгового кровообращения сниженная активация фронтальных и париетальных отделов мозга ассоциирована с нарушениями внимания и исполнительных функций [9, 10].
Показано, что задняя париетальная кора головного мозга вовлечена в широкий спектр когнитивных задач, включая зрительное внимание и зрительную кратковременную память [11], тогда как фронтальные отделы коры принимают участие в процессе принятия решений [12]. Кроме того, париетальная и фронтальная кора играет важную роль в процессах выбора релевантной
информации, а также игнорирования информации, не относящейся к задаче определения приоритетов текущих задач и оптимизации развертывания ограниченного когнитивного ресурса [13]. Моделями для изучения активации фронтальной и париетальной коры являются разнообразные задачи зрительной селекции стимулов [11, 14-16]. Установлено, что селекция значимой информации вызывает распространенную нейронную активность, которая отражается в электрофизиологических и гемодинамических показателях [6, 14, 17].
Таким образом, принимая во внимание все вышеперечисленное, целью настоящего исследования явился анализ вызванной синхронизации/ десинхронизации корковой электрической активности при выполнении когнитивного задания, связанного с селекцией стимулов, у пациентов, перенесших коронарное шунтирование (КШ) в условиях ИК с наличием и отсутствием ПОКД. В связи с тем, что наши предыдущие исследования продемонстрировали диагностическое значение показателей тета-активности в электроэнцефалограмме (ЭЭГ) покоя у кардиохирургических пациентов с когнитивными расстройствами [18, 19], мы анализировали изменения связанной с выполнением когнитивной задачи активности мозга в диапазоне тета-ритма (3-7 Гц).
Материал и методы
Пациенты
В настоящем исследовании участвовали 32 человека, все праворукие мужчины, средний возраст 57,2 ± 6,1 года, поступившие на оперативное лечение в ФГБНУ НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний для хирургической реваскуляризации миокарда. Исследование проводилось в соответствии с Хельсинкским соглашением Всемирной медицинской ассоциации 1964 г., было согласовано с этическим комитетом Института. Включение пациента в исследование происходило после подписания добровольного информированного согласия. Во избежание потенциального влияния факторов пола и возраста на результаты, из исследования исключались пациенты старше 70 лет, а также женщины. Факторами исключения также стало наличие жизнеугрожающих нарушений ритма, тяжелой сердечной недостаточности (IV функциональный класс NYHA), стенотических поражений сонных артерий > 50 %, хронической обструктивной болезни легких, злокачественных новообразований, зависимости от психоактивных веществ, нарушений мозгового кровоснабжения и/или травм головного мозга, деменции и депрессии.
Все пациенты, помимо стандартного предоперационного обследования, включающего кли-
нико-лабораторные, электрофизиологические, ультразвуковые и нейрорадиологические методы исследования, проходили расширенное нейропси-хологическое тестирование и ЭЭГ-исследование в предоперационном периоде (3-5 дней до КШ) и на 7-10-е сутки после вмешательства.
Кардиохирургические операции выполняли в стандартных условиях перфузии с нормотермией и внутривенной анестезией (пропофол). Среднее время искусственного кровообращения составляло 97,9±28,0 мин, пережатия аорты - 62,3±18,1 мин. Инвазивный контроль гемодинамики и церебральной оксигенации проводился на протяжении всей операции, нарушения не отмечены.
Нейропсихологическое исследование
Первичная оценка состояния когнитивных функций производилась с помощью скринин-говых нейропсихологических шкал - Краткой шкалы оценки психического статуса (КШОПС) и батареи тестов для определения лобной дисфункции (БТЛД). Проявления депрессивной симптоматики оценивались с помощью опросника BDI-II [20], ситуативной и личностной тревожности - с помощью опросника Спилбергера-Хани-на [21].
Программный психофизиологический комплекс «Статус ПФ» использовался для расширенной оценки когнитивного статуса [22]. Снижение когнитивных функций в раннем послеоперационном периоде или ПОКД определялось по 13 показателям, отобранным в ходе предварительного изучения и включавшим оценку психомоторных и исполнительных функций, внимания и кратковременной памяти, на наличие ПОКД указывало уменьшение 3 из 13 когнитивных показателей на 20 % по сравнению с предоперационным уровнем (критерий 20 %-20 %) [23].
ЭЭГ-исследование
Монополярная регистрация ЭЭГ (62 канала; полоса пропускания 0,1-50,0 Гц, частота дискретизации 1000 Гц) проводилась при выполнении когнитивного задания у лиц с наличием и отсутствием ПОКД. Пациентов, сидящих в комфортабельном кресле, просили нажимать правой рукой клавишу в ответ на появление изображения кролика (ответ «Да») и левой рукой - любой другой картинки (ответ «Нет»). В качестве стимулов были использованы графические изображения реальных объектов, их размеры составляли от 3,50 до 40 по горизонтали и 40 по вертикали, длительность предъявления - 170 мс, межстимульный интервал - 2000 мс. В ходе выполнения задания в центре экрана предъявляли крест для фиксации взгляда, через 300 мс после его возникновения в этом месте появлялись в случайном порядке сти-
мулы. Стимул, требующий ответа «Да» (кролик), предъявлялся 90 раз (45,4 % от всех предъявлений). Среди стимулов, требующих ответа «Нет», были повторяющиеся (яблоко, количество предъявлений такое же, как стимула кролик) и неповторяющиеся (18 стимулов, 9,1 %) стимулы, каждый из которых предъявлялся один раз за все время проведения теста.
ЭЭГ регистрировали (в соответствии с международной системой 10-20) с помощью энцефалографа Neuvo SynAmps2 (Compumedics, США) с использованием модифицированной 64-каналь-ной шапочки с Ag/AgCl электродами (QuikCap, США). Электрод-референт был прикреплен к кончику носа, а заземляющий электрод - в центре лба. Электродное сопротивление составляло <5 кОм. Для анализа отбирались эпохи ЭЭГ длительностью 1000 мс до предъявления стимулов и 1500 мс после предъявления стимула. Сохраненные эпохи оценивали визуально, сегменты ЭЭГ с наличием мышечной или другой артефактной активности исключали из дальнейшего анализа; также проводили автоматическую проверку для устранения окулографических артефактов. Эпохи с длительным временем реакции (более 1 с), как и с пропущенными ответами на стимулы, были отклонены. Для анализа использовали 40 безартефактных эпох. В связи с малым количеством эпох редкие неповторяющиеся стимулы были исключены из анализа. Расчет вызванной синхронизации/десинхронизации проводился в тета-диапазоне (3-7 Гц), расчет диапазона выполнен автоматически в программе «Scan 4.5» (Compumedics) на основании среднего значения ведущей частоты для данной выборки пациентов (частоты наибольшего значения спектральной мощности в альфа-диапазоне), которая составила 9,5 Гц. Полученные показатели усреднили для регионов «интереса» - фронтоцентральных (ФЦ) (FC1/2, FC3/4, FC5/6, C1/2, C3/4, C5/6) и париетальных (П) (CP1/2, CP3/4, CP5/6, P1/2, P3/4, P5/6, P7/8) областей левого и правого полушарий.
Временные отрезки (200-400 и 600-800 мс после предъявления стимулов) для описания результатов исследования выбирали на основании известных данных, согласно которым в интервале 200-400 мс после предъявления информации [24] происходит ее визуальная селекция, а временной интервал 400-800 мс связывается с процессом удержания в рабочей памяти предыдущей стимульной информации для селекции последующей [25].
Статистический анализ
ЭЭГ-данные подвергались дисперсионному анализу (ANOVA) с применением, где необхо-
димо, коррекции статистической значимости по методу Гринхауза - Гейссера. Анализ взаимодействий проводили с помощью плановых контрастов. Данные на рисунках представлены в виде среднего арифметического и среднеквадратиче-ского отклонения. Клинико-анамнестические показатели сравнивали с использованием ^критерия для независимых выборок.
Результаты
Частота встречаемости ПОКД в исследуемой группе составила 69 % (у 22 пациентов из 32 участвовавших в исследовании), что является высоким показателем согласно данным литературы [1-3]. В соответствии с целями исследования для
показателей вызванной синхронизации/десин-хронизации тета-диапазона проведен дисперсионный анализ с выделением следующих факторов: ПОКД (пациенты с наличием и отсутствием послеоперационного когнитивного снижения) х ВРЕМЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ (до и после КШ) х ИНТЕРВАЛ (2 интервала: 200-400, 600-800 мс после предъявления сигнала) х ОБЛАСТЬ (ФЦ и П) х ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (правое, левое полушария) для целевого и нецелевого стимула отдельно.
При обработке целевого сигнала в ходе выполнения тестового задания для показателей тета-диапазона выявлен ряд факторов и взаимодействий, однако в соответствии с поставленной в работе целью наибольший интерес представ-
-60
-80
^ -100
tzf
оА
gjj -120 ^ -140 -160 -180
-т-
íi
До КШ 7-10 сут после КШ
-60
-80
^ -100-
tzf
оА
É3 -120-^ -140 -160 -180
rh
До КШ
7-10 сут после КШ
ох
m
§
W
-10-
-20-
-30-
-40
До КШ
7-10 сут после КШ
ох
tzf
S
м
-10-
-20-
-30-
-40
До КШ
7-10 сут после КШ
Рис. Различия в вызванной десинхронизации/синхронизации биопотенциалов тета-ритма в левом (а, б) и правом полушарии (в, г) мозга при предъявлении значимого сигнала (кролик) во временных интервалах 200-400 мс (а, б) и 600-800 мс (в, г) выполнения когнитивной задачи у пациентов, перенесших КШ, в зависимости от наличия ПОКД. а, в - лобно-центральные отделы коры, б, г - париетальные отделы коры. ERD/ERS, % - вызванная десинхронизация/синхронизация; белые столбики - пациенты без ПОКД, серые - пациенты с ПОКД; обозначены статистически значимые отличия от величин соответствующих показателей пациентов без ПОКД: * - при p< 0,05 Fig. Differences in left (а, б) and right hemisphere (в, г) theta-rhythm desynchronization/synchronization (ERD/ERS, %) during presentation of target signals (rabbit) in the 200-400 ms (а, б) and 600-800 ms (в, г) time interval of the performance a cognitive task in CABG patients depending on the presence of POCD. а, в - frontal-central cortex regions, б, г - parietal cortex regions; white bars - patients without POCD, grey bars - patients with POCD; * p <0.05 vs patients without POCD
ляло взаимодействие факторов ПОКД х ВРЕМЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ х ИНТЕРВАЛ х ОБЛАСТЬ х ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (^(1, 30) = 6,84; р = 0,01). Рассмотрение данного взаимодействия показало, что межгрупповые различия в послеоперационных изменениях вызванной тета-активности в интервале 200-400 мс наблюдались только в левом полушарии, а на этапе 600-800 мс после предъявления сигнала - в правом. В раннем послеоперационном периоде (7-10-е сутки КШ) у пациентов с ПОКД степень десинхронизации тета-активности в лоб-но-центральных отделах левого полушария была менее выраженной, чем у лиц без когнитивного снижения (^ 30)=8,20;р=0,008) (рисунок, а). Аналогичный эффект получен в левых париетальных отделах мозга, но он наблюдался в исходных, предоперационных показателях связанной с выполнением задачи тета-активности (^ 30) = 6,78; р = 0,015), а после КШ межгрупповые различия уменьшились и потеряли статистическую значимость за счет уменьшения степени десинхрони-зации тета-ритма у пациентов без ПОКД (^ 30) = 4,23; р = 0,049) (рисунок, б).
В интервале 600-800 мс после предъявления сигнала межгрупповые различия в степени де-синхронизации тета-ритма наблюдались только в послеоперационных показателях как фронто-центральных (^ 30) = 4,72; р = 0,039), так и париетальных (^ 30) = 5,38;р = 0,028) отделов правого полушария. Пациенты с ПОКД имели меньшую степень десинхронизации тета-ритма в процессе удержания в рабочей памяти предыдущей сти-мульной информации по сравнению с пациентами без когнитивного снижения (рисунок, в, г).
При обработке нецелевого повторяющегося сигнала для выбранных факторов значимым был только общий фактор ИНТЕРВАЛ (^ 30) = 24,88; р < 0,0001), что обусловлено уменьшением степени десинхронизации тета-ритма при переходе от этапа визуальной селекции стимула (200-400 мс) к удержанию в рабочей памяти предыдущей сти-мульной информации (600-800 мс после предъявления сигнала).
Обсуждение
Результаты нашего исследования показали, что высокая частота (69 %) выявления послеоперационного когнитивного снижения у пациентов, перенесших КШ в условиях ИК, сопровождалась нарушениями в процессах обработки значимой информации (снижение степени десинхрони-зации) при выполнении когнитивного задания. Ранее предполагалось, что функциональное значение тета-десинхронизации при выполнении тестов в зрительной модальности состоит в участии
в обработке нерелевантных стимулов, вероятно, и торможении процесса обработки информации в рабочей памяти при ее удержании [26].
Мы обнаружили, что у пациентов с ПОКД де-синхронизация тета-активности в левых лобно-цен-тральных регионах коры в интервале 200-400 мс после предъявления стимула менее выражена, чем у пациентов без когнитивного снижения. При этом в левых париетальных отделах мозга снижение связанной с выполнением задачи тета-актив-ности отмечено уже до операции, а на 7-10-е сутки после операции даже у пациентов без ПОКД наблюдалось уменьшение степени десинхрониза-ции тета-ритма. Ранее установлено, что изменения корковой активности, происходящие в интервале 200-400 мс, отражают процессы сравнения стимула и принятия решения [27]. Таким образом, можно предполагать, что у пациентов, перенесших кардиохирургическое вмешательство, эти процессы в большей степени выражены в левом полушарии головного мозга. Выше упоминалось, что данные регионы коры участвуют в процессах выбора релевантной информации, определения приоритетов текущих задач и оптимизации развертывания ограниченного когнитивного ресурса [13]. Предыдущие исследования продемонстрировали связь между латерализацией повреждающих факторов и развитием послеоперационного когнитивного дефицита: острое нарушение мозгового кровообращения в левом полушарии ведет к более тяжелым когнитивным и функциональным нарушениям [28], 75 % послеоперационных инсультов локализуются в левом полушарии мозга [29], скорость кровотока в левой средней мозговой артерии снижается у пациентов с послеоперационным когнитивным снижением, но не у больных с отсутствием ПОКД [30].
Вместе с тем в правом полушарии головного мозга у пациентов с ПОКД наблюдаются нарушения процесса удержания в рабочей памяти предыдущей стимульной информации на заключительном этапе сравнения стимулов (лица с ПОКД после операции КШ имели меньшую степень десинхронизации тета-ритма в правых фронто-центральных и париетальных отделов мозга). Установлено, что количество микроэмболов в левом полушарии ассоциировано с ухудшением вербальной, а в правом полушарии - невербальной памяти [31]. Стоит принять во внимание, что выбранная в настоящем исследовании тестовая парадигма была в зрительной модальности.
Таким образом, полученные данные подтвердили, что фронтоцентральная и париетальная кора, находящаяся в зоне смежного кровоснабжения крупных мозговых артерий, является, по-
видимому, наиболее уязвимой к воздействию тех факторов, что сопровождают процесс кардиохи-рургического вмешательства в условиях ИК. Наблюдаемое уменьшение выраженности изменений вызванной мозговой активности у пациентов с послеоперационным когнитивным снижением (ПОКД) может быть объяснено потерей функциональной связности неокортекса [32, 33], наблюдающейся и при других когнитивных нарушениях, и обусловлено не только гибелью нейронов, но и временными нарушениями функциональных связей за счет периоперационного отека мозга, приводящими к расстройствам временной координации распределенной нейронной активности [34], которая, в свою очередь, может привести к ПОКД.
Заключение
Проведенное исследование показало, что снижение когнитивных функций у пациентов после операции на сердце в условиях ИК, определяемое по данным нейропсихологического тестирования, сопровождается патологическими изменениями связанной с выполнением когнитивной задачи тета-активности коры головного мозга. Это позволяет использовать комплекс показателей ЭЭГ в качестве как предикторов послеоперационных когнитивных расстройств, так и объективных маркеров ПОКД и может найти применение для профилактики когнитивных нарушений, объективного мониторинга эффективности периопера-ционной нейропротекции и динамической оценки когнитивного статуса пациентов после КШ.
Список литературы / References
1. Patel N., Minhas J.S., Chung E.M. Risk factors associated with cognitive decline after cardiac surgery: a systematic review. Cardiovasc. Psychiatry Neurol. 2015; 2015: 370612. doi: 10.1155/2015/370612
2. Тибекина Л.М., Смертина Е.Г., Золотов В.Д., Зайцева А.О., Крецу А.П., Столяров М.С., Каменских М.С., Старосоцкая М.В., Шматов Д.В. Факторы риска церебральных осложнений после кардио-хирургических операций. Вестн. хирургии. 2017; 176 (3): 61-66. doi: 10.24884/0042-4625-2017-176-3-6166
Tibekina L.M., Smertina E.G., Zolotov V.D., Zaitseva A.O., Kretsu A.P., Stolyarov M.S., Kamenski-kh M.S., Starosotskaya M.V., Shmatov D.V. Risk factors of cerebral complications after cardiac surgery. Vestnik khirurgii imeni Ivana Ivanovicha Grekova = Grekov's Bulletin of Surgery. 2017; 176 (3): 61-66. [In Russian]. doi: 10.24884/0042-4625-2017-176-3-61-66
3. Bhamidipati D., Goldhammer J.E., Sperling M.R., Torjman M.C., McCarey M.M., Whellan D.J. Cognitive outcomes after coronary artery bypass grafting. J.
Cardiothorac. Vasc. Anesth. 2017; 31 (2): 707-718. doi: 10.1053/j.jvca.2016.09.028
4. Indja B., Seco M., Seamark R., Kaplan J., Bannon P.G., Grieve S.M., Vallely M.P. Neurocognitive and psychiatric issues post cardiac surgery. Heart Lung Circ. 2017; 26 (8): 779-785. doi: 10.1016/j. hlc.2016.12.010
5. Evered L., Silbert B., Knopman D.S., Scott D.A., DeKosky S.T., Rasmussen L.S., Oh E.S., Crosby G., Berger M., Eckenhoff R.G.; Nomenclature Consensus Working Group. Recommendations for the nomenclature of cognitive change associated with anaesthesia and surgery-2018. Br. J. Anaesth. 2018; 121 (5): 1005-1012. doi: 10.1016/j.bja.2017.11.087
6. Fraga F.J., Mamani G.Q., Johns E., Tavares G., Falk T.H., Phillips N.A. Early diagnosis of mild cognitive impairment and Alzheimer's with event-related potentials and event-related desynchronization in N-back working memory tasks. Comput. Methods Programs Biomed. 2018; 164: 1-13. doi: 10.1016/j. cmpb.2018.06.011
7. Erickson M.A., Smith D., Albrecht M.A., Silverstein S. Alpha-band desynchronization reflects memory-specific processes during visual change detection. Psychophysiology. 2019; 56 (11): 13442. doi: 10.1111/psyp.13442
8. Gorelick P.B., Scuteri A., Black S.E., Decarli C., Greenberg S.M., Iadecola C., Launer L.J., Laurent S., Lopez O.L., Nyenhuis D., Petersen R.C., Schneider J.A., Tzourio C., Arnett D.K., Bennett D.A., Chui H.C., Higashida R.T., Lindquist R., Nilsson P.M., Roman G.C., Sellke F.W., Seshadri S., American heart association stroke council, Council on epidemiology and prevention, council on cardiovascular nursing, Council on cardiovascular radiology and intervention, and Council on cardiovascular surgery and anesthesia. Vascular contributions to cognitive impairment and dementia: a statement for healthcare professionals from the American heart association / American stroke association. Stroke. 2011; 42 (9): 2672. doi: 10.1161/ STR.0b013e3182299496
9. Gasparovic C., Prestopnik J., Thompson J., Taheri S., Huisa B., Schrader R., Adair J.C., Rosenberg G.A. 1H-MR spectroscopy metabolite levels correlate with executive function in vascular cognitive impairment. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2013; 84 (7): 715-721. doi: 10.1136/jnnp-2012-303878
10. Waragai M., Moriya M., Nojo T. Decreased N-acetyl aspartate/myo-inositol ratio in the posterior cingulate cortex shown by magnetic resonance spectroscopy may be one of the risk markers of preclinical Alzheimer's disease: A 7-Year Follow-Up Study. J. Alzheimers Dis. 2017; 60 (4): 1411-1427. doi: 10.3233/JAD-170450
11. Sheremata S.L., Somers D.C., Shomstein S. Visual short-term memory activity in parietal lobe reflects cognitive processes beyond attentional selection.
J. Neurosci. 2018; 38 (6): 1511-1519. doi: 10.1523/ JNEUROSCI.1716-17.2017
12. Fellows L.K. The neuroscience of human decision-making through the lens of learning and memory. Curr. Top. Behav. Neurosci. 2018; 37: 231-251. doi: 10.1007/7854_2016_468
13. Yu Q., Shim W.M. Occipital, parietal, and frontal cortices selectively maintain task-relevant features of multi-feature objects in visual working memory. Neuroimage. 2017; 157: 97-107. doi: 10.1016/j.neuro-image.2017.05.055
14. Verleger R., Grauhan N., Smigasiewicz K. Is P3 a strategic or a tactical component? Relationships of P3 sub-components to response times in oddball tasks with go, no-go and choice responses. Neuroimage. 2016; 143: 223-234. doi: 10.1016/j.neuroimage.2016.08.049
15. Karamacoska D., Barry R.J., Steiner G.Z. Resting state intrinsic EEG impacts on go stimulus-response processes. Psychophysiology. 2017; 54 (6): 894-903. doi: 10.1111/psyp.1285
16. Афтанас Л.И., Пустовойт С.М., Новожилова Н.В., Ахметова О.А., Овчинников А.А. Индивидуальный баланс оборонительной и подкрепляющей мотивационных систем мозга как вероятный нейрофизиологический эндофенотип депрессии в метрике когнитивных вызванных потенциалов. Сиб. науч. мед. журн. 2019; 39 (1): 13-20. doi:10.15372/ SSMJ20190102
Aftanas L.I., Pustovoyt S.M., Novozhilova N.V., Akhmetova O.A., Ovchinnikov A.A. Individual balance of defensive and appetitive motivational systems of the brain as a likely neurophysiological endopheno-type of depression in the metric of cognitive evoked potentials. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2019; 39 (1): 13-20. [In Russian]. doi:10.15372/SSMJ20190102
17. Milner R., Rusiniak M., Lewandowska M., Wolak T., Ganc M., Pi^tkowska-Janko E., Bogorodz-ki P., Skarzynski H. Towards neural correlates of auditory stimulus processing: a simultaneous auditory evoked potentials and functional magnetic resonance study using an odd-ball paradigm. Med. Sci. Monit. 2014; 20: 35-46. doi: 10.12659/MSM.889712
18. Tarasova I.V., Trubnikova O.A., Barbarash O.L. EEG and clinical factors associated with mild cognitive impairment in coronary artery disease patients. Dement. Geriatr. Cogn. Disord. 2018; 46 (5-6): 275-284. doi: 10.1159/000493787
19. Тарасова И.В. Значение фоновой электроэнцефалограммы для диагностики когнитивных расстройств у кардиохирургических пациентов. Сиб. мед. журн. (Томск). 2019; 34 (1): 18-23. doi:10.29001/2073-8552-2019-34-1-18-23
Tаrаsovа I.V. Significance of resting state electroencephalogram for diagnosis of cognitive disorders in cardiac surgery patients. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal (Tomsk) = Siberian Medical Journal (Tomsk). 2019;
34 (1): 18-23. [In Russian]. doi:10.29001/2073-8552-2019-34-1-18-23
20. Beck A.T., Steer R.A., Brown G.K. Beck depression inventory. 2nd edition manual. New York: The Psychological Corporation, 1996. 38 p.
21. Spielberger C.D., Gorsuch R.L., Lushene R.E. State-Trait Anxiety Inventory for adults: sampler set: manual, test, scoring key. Redwood City, CA: Mind Garden, 1983. 70 p.
22. Трубникова О.А., Тарасова И.В., Мамонтова А.С., Сырова И.Д., Малева О.В., Барбараш О.Л. Структура когнитивных нарушений и динамика биоэлектрической активности мозга у пациентов после прямой реваскуляризации миокарда. Рос. кардиол. ж. 2014; (8): 57-62. doi: 10.15829/1560-4071-2014-8-57-62
Trubnikova O.A., Tarasova I.V., Mamontova A.S., Syrova I.D., Maleva O.V., Barbarash O.L. Structure of cognitive disorders and dynamics of bioelectric activity of the brain in patients after direct myocardial revascularization. Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Cardiology. 2014; (8): 57-62. [In Russian]. doi: 10.15829/1560-4071-2014-8-57-62
23. Cross-Villasana F., Finke K., Hennig-Fast K., Kilian B., Wiegand I., Müller H.J., Möller H.J., Töllner T. The speed of visual attention and motor-response decisions in adult attention-deficit/ hyperactivity disorder. Biol. Psychiatry. 2015; 78 (2): 107-115. doi: 10.1016/j.biopsych.2015.01.016
24. Orme E., Brown L.A., Riby L.M. Retrieval and monitoring processes during visual working memory: an ERP study of the benefit of visual semantics. Front. Psychol. 2017; (8): 1080. doi: 10.3389/ fpsyg.2017.01080
25. Приводнова Е.Ю., Вольф Н.В. Особенности временной динамики осцилляторной активности мозга при решении творческой задачи у молодых и пожилых испытуемых. Физиол. человека. 2016; 42 (5): 5-12. doi: 10.7868/S0131164616050131
Privodnova E.Yu., Volf N.V. Features of temporal dynamics of oscillatory brain activity during creative problem solving in young and elderly adults. Fiziologiya cheloveka = Human Physiology (Hum. Physiol.). 2016; 42 (5): 469-475. [In Russian]. doi: 10.7868/ S0131164616050131
26. Гнездицкий В.В., Чацкая А.В., Корепи-на О С., Клочкова О.И. Оценка объема оперативной памяти по данным эндогенных вызванных потенциалов (метод Р300) без психологического тестирования. Анналы клин. и эксперим. неврол. 2016; 10 (1): 27-34.
Gnezditskiy V.V., Chatskaya A.V., Korepina O.S., Klochkova O.I. Assessment of the operative memory capacity based on endogenous evoked potentials (P300 method) without neuropsychological testing. Annaly klinicheskoy i eksperimental'noy nevrologii = Annals of Clinical and Experimental Neurology. 2016; 10 (1): 27-34. [In Russian].
27. Wang Y., Liu G., Hong D., Chen F., Ji X., Cao G. White matter injury in ischemic stroke. Prog. Neurobiol. 2016; 141: 45-60. doi: 10.1016/j. pneurobio.2016.04.005
28. Weinstein G.S. Left hemispheric strokes in coronary surgery: implications for end-hole aortic cannulas. Ann. Thorac. Surg. 2001; 71 (1): 128-132. doi: 10.1016/s0003-4975(00)02208-6
29. Messerotti Benvenuti S., Zanatta P., Valfre C., Polesel E., Palomba D. Preliminary evidence for reduced preoperative cerebral blood flow velocity as a risk factor for cognitive decline three months after cardiac surgery: an extension study. Perfusion. 2012; 27 (6): 486-492. doi: 10.1177/0267659112453475
30. Zanatta P., Messerotti Benvenuti S., Valfre C., Baldanzi F., Palomba D. The role of asymmetry and the nature of microembolization in cognitive decline after heart valve surgery: a pilot study. Perfusion. 2012; 27 (3): 199-206. doi: 10.1177/0267659112437776
31. Ponomareva N., Klyushnikov S., Abramycheva N., Malina D., Scheglova N., Fokin V.,
Ivanova-Smolenskaia I., Illarioshkin S. Alpha-theta border EEG abnormalities in preclinical Huntington's disease. J. Neurol. Sci. 2014; 344 (1-2): 114-120. doi: 10.1016/j.jns.2014.06.035
32. van den Berg E., Geerlings M.I., Biessels G.J., Nederkoorn P. J., Kloppenborg R.P. White matter hyperintensities and cognition in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: a domain-specific meta-analysis. J. Alzheimers Dis. 2018; 63 (2): 515527. doi: 10.3233/JAD-170573
33. Uhlhaas P.J., Haenschel C., Nikolic D., Singer W. The role of oscillations and synchrony in cortical networks and their putative relevance for the pathophysiology of schizophrenia. Schizophr. Bull. 2008; 34 (5): 927-943. doi: 10.1093/schbul/sbn062
Сведения об авторах:
Ирина Валерьевна Тарасова, д.м.н., ORCID: 0000-0002-6391-0170, е-таЛ: iriz78@mail.ru
Нина Валерьевна Вольф, д.б.н., ORCID: 0000-0002-5779-4994
Дарья Сергеевна Куприянова, ORCID: 0000-0002-9750-5536
Ольга Александровна Трубникова, д.м.н., ORCID: 0000-0001-8260-8033
Ольга Леонидовна Барбараш, чл.-корр. РАН, ORCID: 0000-0002-4642-3610
Information about the authors:
Irina V. Tarasova, doctor of medical sciences, ORCID: 0000-0002-6391-0170, e-mail: iriz78@mail.ru
Nina V. Volf, doctor of biological sciences, ORCID: 0000-0002-5779-4994
Darya S. Kupriyanova, ORCID: 0000-0002-9750-5536
Olga A. Trubnikova, doctor of medical sciences, ORCID: 0000-0001-8260-8033
Olga L. Barbarash, corresponding member of RAS, ORCID: 0000-0002-4642-3610
Поступила в редакцию 03.12.2020 Received 03.12.2020
После доработки 28.01.2021 Revision received 28.01.2021
Принята к публикации 16.03.2021 Accepted 16.03.2021
