CC BY
61
УДК 612. 017. 1:613. 1 Кубанский научный медицинский вестник № 1 (106) 2009
ЛИТЕРАТУРА
1. Буянов В. М., Ступин И. В., Егиев В. Н. и др. Моделирование острого панкреатита // Клиническая хирургия. - 1989. -№ 11. - С. 24-26.
2. Власов А. П., Трофимов В. А., Тарасова Т. В. Системный липидный дистресс-синдром при панкреатите. - Саранск: тип. «Крас. Окт.». - 2004. - 316 с.
3. Дячук И. А., Бенедикт В. В. Интенсивность перекисного окисления липидов в стенке тонкой кишки при перитоните и ее коррекция // Хирургия. - 1994. - № 3. - С. 22-24.
4. Кассиль В. Л., Золотокрылина Е. С. Острый респираторный дистресс-синдром. - М.: Медицина. - 2003. - 223 с.
5. Михайлович В. А., Марусанов В. Е, Бичун А. Б., Доманская И. А. Проницаемость эритроцитарных мембран и сорбционная способность эритроцитов - оптимальные критерии тяжести эндогенной интоксикации // Анестезиология и реаниматология. - 1993. - № 5. - С. 66-69.
6. Kallet R.H. Evidence-Based Management of Acute Lung Injury and cute respiratory distress syndrome // Respiratory Care. - 2004. - V. 49. - P. 793-809.
Поступила 26.12.2008
М. Г. ВОДОЛАЖСКАЯ1, Г. И. ВОДОЛАЖСКИЙ1, М. Д. НАЙМАНОВА1, И. М. РОСЛЫЙ2
ЦЕРЕБРАЛЬНАЯ РЕАКТИВНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА ПО ЭЭГ К ОРДИНАРНЫМ ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ
Лаборатория биомедицины Ставропольского государственного университета,
г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1,
2Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора, г. Москва, ул. Новогиреевская, 3. E-mail: [email protected]
Церебральные процессы обладают тонкой физиологической метеочувствительностью. Это проявляется в нормальных условиях в виде реактивности к ординарным геофизическим факторам: режиму ветра, температуре, атмосферному давлению и относительной влажности воздуха. Биометеорологические свойства ритмов ЭЭГ человека независимо от возраста усиливаются по мере их учащения в ряду «дельта - тета - альфа - бета». Чем меньше фоновая выраженность нейроди-намического процесса, тем острее его метеочувствительность до определенного предела. Недостающий компонент одного нейродинамического процесса восполняется функциональной составляющей другого. Это формирует разнонаправленность реакции на изменения окружающей среды и расширяет арсенал приспособительных возможностей целостного организма.
Ключевые слова: церебральная метеочувствительность, электроэнцефалограмма, геофизический фактор, биотропность.
M. G. VODOLAZHSKAYA1, G. I. VODOLAZHSKY1, M. D. NAIMANOVA1,I. M. ROSLY2 CEREBRAL HUMAN REACTIVITY IN EEG TO THE MAIN GEOPHYSICAL FACTORS
1Stavropol State University, Stavropol, Pushkin st., № 1,
2Central Research Institute of Epidemiology, Moscow, Novogireevskaya st., № 3a. E-mail: [email protected]
Cerebral processes have thin physiological meteosensitivity. It can be found in the ordinary conditions in the form of reactivity to the ordinary geophysical factors; i.e. wind regime, temperature, atmosphere pressure and relative air humidity. Biometeorological properties of EEG rhythms of a person increase in the course of their increasing in frequency in the run “delta- - theta - alpha - beta”, in spite (independences) of the age. The less background expressiveness of neurodynamic process, the more its meteosensitivity till the certain limit. The lack of the component of the neurodynamic process is filled up by the functional component of another one. This process forms multy-directive of the reactions on the changes of media and widens the number of adaptive possibilities of the whole organism.
Key words: cerebral meteosensitive, electroencephalogram, geophysical factor, biotropic.
Обычная неэкстремальная геофизическая обстановка (погода), выступая в роли постоянно действующего, но в то же время динамического фактора, формирует нормальные биологические свойства организма, регулярно оттачивает его приспособительные возможности. Не только соматическая сфера, но и поведение живых существ реагирует на каждодневное изменение скорости и направления ветра, температуры, атмосферного давления, относительной влажности воздуха. При этом реактивность к ординарным геофизическим факторам обостряется по мере филогенетического усложнения функции в пределах вида: у крыс (Rattus norvegicus) метеочувствительность поведения растет в ряду «инстинкты ^ простые условные рефлексы (УР) ^ сложные УР». У человека же (Homo
sapiens) метеочувствительность резко уступает крысиной, что выясняется при стандартизации критериев [1, 2]. В связи с этим, естественно, возникает вопрос о существовании и особенностях биометеорологичес-ких свойств головного мозга человека, управляющего любыми поведенческими формами, причем речь идет не о традиционной метеопатии (как биометеорологи-ческой крайности). Слабо изучена нормальная, физиологическая церебральная реактивность человека к ординарным геофизическим факторам, которая субъективно не дает о себе знать. Априори этот феномен, среди прочего, может лежать в основе функциональных взаимоотношений человека со средой обитания и придавать данной системе («человек - среда») относительную замкнутость [3].
35 і 30 25 20 15 10 5 0
Рис. 1. Рейтинг церебральной биотропности геофизических факторов.
По вертикали - процент проявлений биотропности (Р<0,05) из числа всех возможных случаев проявления данного свойства, принятого за 100%
Настоящее исследование проведено с целью: 1) выяснения факта существования церебральной метеочувствительности; 2) расшифровки закономерностей, по которым головной мозг человека реагирует на погодные явления: колебания режима ветра, температуры, атмосферного давления, относительной влажности воздуха.
Метод - цифровая электроэнцефалография (ЭЭГ). Аппаратура - 21-канальный электроэнцефалограф «Нейрон-Спектр-4/ВП» фирмы «Нейрософт» (г. Иваново). Электроды располагались по международной схеме «10-20» с поправкой на 21 отведение. Обследовано 94 здоровых взрослых человека, не имеющих выраженных неврологических нарушений и метеопатических жалоб, в возрасте от 18 до 72 лет. Регистрировались амплитудные, мощностные, частотные и периодометрические параметры ЭЭГ. Во время обследования каждого испытуемого получено 272 нейродинамических показателя. Каждый параметр ЭЭГ всех обследуемых лиц представлял собой единый вариационный ряд, который сопоставлялся с помощью корреляционного и аппроксимационного анализа с иными вариационными рядами этих же испытуемых: их возрастом, а главное - с метеорологическими показателями, совпадающими по времени с моментом регистрации каждой ЭЭГ. Всего в Ставропольском центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды было произведено 94 синхронных замера, соответствующих общему числу испытуемых.
В результате установлено, что нормальная церебральная метеочувствительность человека существует, так как нейродинамические показатели, отображаемые на ЭЭГ, выраженно, тесно и весьма тесно (К и К2 от -0,88 до 0,87; Р<0,05) коррелируют с синхронными изменениями погоды (табл. 1). Физиологической био-тропностью обладают: направление ветра, атмосферное давление, относительная влажность, температура, скорость воздушных масс. Геофизические факторы, отражающие естественные погодные колебания, регистрируемые каждодневно, ежечасно и ежеминутно, перечислены по убыванию степени их церебральной биотропности (рис. 1): не атмосферное давление, как в случае метеопатии, а именно направление ветра оказалось на первом месте.
При этом наблюдается достоверная, хотя и слабо выраженная, тенденция к уменьшению амплитуды ритмов ЭЭГ (в мкВ) по мере взросления и старения испытуемых, то есть отрицательная корреляция амплитудных величин с их возрастом, выраженным в летах (К от -0,19 до -0,32; Р<0,05). Подчеркнем, что мы располагали широким возрастным диапазоном. Относительно бета-ритма тенденция проявлялась ярче в левом, а не в правом полушарии. Однако онтогенетические изменения параметров ЭЭГ, по нашим данным, не отражались сколько-нибудь существенно на проявлении исследуемой церебральной метеочувствительности. Этот феномен обладал иными, невозрастными особенностями. К примеру, параметр «амплитуда максимальная по отведениям» (даже без учета конкретных ритмов), измеряемый в условиях лаборатории, обнаруживал зависимость от температурного фактора вне помещения (рис. 2). В частности, величина максимальной амплитуды преимущественно левых отведений (О1А1, К = -0,60; Р3А1, К = -0,67; Рр1А1, К = -0,64; и единожды справа С4А4, К = -0,60) была индивидуально ниже (Р<0,05) у тех субъектов, чья ЭЭГ-регистрация совпадала с более высокими значениями температуры окружающей среды. Так, у испытуемого № 2 (К-ова) величина максимальной амплитуды в левом затылочном отведении, регистрируемая в 10 ч. 15 мин., составляла 197 мкВ. В это же время (10 ч. 15 мин.) температура воздуха равнялась 10,0° С. Тогда как у испытуемого № 11 (Б-ова) величина максимальной амплитуды в этом же - левом затылочном отведении, но регистрируемая позже - в 15 ч. 05 мин., составляла всего 49 мкВ. При этом по данным метеосводки синхронно обследованию Б-ова (то есть в 15 ч. 05 мин.) регистрировалось более высокое значение температуры окружающей среды, оно равнялось 17,5° С. Аналогичная статистически значимая зависимость наблюдалась у остальных обследуемых лиц (Р<0,05) данной группы, сформировавшая обратную линейную регрессию с К = -0,60. Следовательно, у здоровых людей по мере роста температуры воздуха максимальная амплитуда по ЭЭГ-отведениям (преимущественно слева) уменьшается. Разумеется, изменениям этого нейродинамического показателя
Кубанский научный медицинский вестник № 1 (106) 2009
Кубанский научный медицинский вестник № 1 (106) 2009
кроме погодных условий способствуют и другие факторы, принимая во внимание, что установленная связь является выраженной (К = -0,60), а не функциональной. Это дополнительно подтверждает общеизвестный факт вариабельности амплитуды альфа-ритма здоровых людей (от 30 до 130 мкВ), зависящей от множества факторов. Однако именно температурный фактор является настолько масштабным, интегральным внешним энергетическим условием, затрагивающим практически все звенья биохимической иерархии ритмики, что на него не может не реагировать любая живая система и любой ее отдельный компонент [6, 7], тем более такой весьма лабильный параметр, как максимальная амплитуда основного ритма, о чем выраженно (К = -0,60; Р<0,05) свидетельствуют наши данные. При многократном повторении (минимум п = 2048 в соответствии с возможностями цифровой аппаратуры) измерения максимальной амплитуды альфа-ритма у одного и того же испытуемого при разной температуре воздуха наблюдалась принципиально та же закономерность.
Обобщение полученных фактов показало, что из всех исследуемых ритмов ЭЭГ (альфа, бета, тета, дельта) именно дельта-ритм обладает самой слабой метеочувствительностью по сравнению с другими видами церебральной биоэлектрической активности. Функциональные роли альфа-, бета- и тета-ритмов в механизме формирования реактивности к погоде перераспре-
деляются: основной ритм занимает ведущие позиции в организации церебральной метеочувствительности частотных характеристик, бета-активность - в мощ-ностных проявлениях феномена, а тета-ритм - в амплитудных составляющих ЭЭГ. В целом биометеоро-логические свойства ритмов ЭЭГ усиливаются по мере их учащения в ряду «дельта - тета - альфа - бета» (рис. 3), то есть по направлению из глубины мозга к его конвекситальной поверхности.
Кроме того, в нормальных условиях происходит гармоничное перераспределение реагирования обоих полушарий на погодные изменения. Межполушарная неравнозначность метеочувствительности амплитуды в пользу левых отведений ЭЭГ реализуется за счет дельта- и бета-ритмов. Тета-активность, наоборот, демонстрирует более высокую метеочувствительность амплитуды правого полушария. Основной ритм в этом отношении занимает промежуточное положение. Межполушарная неравнозначность метеочувствительности спектральных характеристик в пользу левых отведений реализуется исключительно за счет бета-ритма. Остальные ритмические составляющие спектра ЭЭГ (альфа, тета и дельта) реагируют на ординарные геофизические колебания преимущественно справа. Установлена интересная, на наш взгляд, закономерность: чем меньше фоновая выраженность нейродинамичес-кого процесса (судя по амплитуде ритма ЭЭГ, периодо-
Таблица 1
Корреляции между метеорологическими параметрами и мощностью спектра ЭЭГ здоровых людей по низкочастотному бета-ритму
Отведения О2А2 О1А1 Р4А2 РЗА1 С4А2 СЗА1 F8А2 F7А1 F4А2 FЗА1 Fр2А2
Максимальная мощность спектра (К макс.) по бета Н, мкВ2/с2
Направление ветра, ° -0,06 0,04 0,03 0,37 0,53* 0,62* 0,29 0,42 0,60* 0,56* 0,51*
Скорость ветра, м/с -0,17 0,00 0,16 -0,06 -0,17 -0,24 -0,35 -0,01 -0,14 -0,16 -0,04
Температура, ° -0,49 -0,31 0,11 -0,25 -0,54* -0,34 -0,64* -0,29 -0,37 -0,31 -0,22
Влажность, % -0,49 -0,53* 0,17 -0,48 -0,81* -0,56* -0,71* -0,63* -0,64* -0,61* -0,56*
Давление, мбар -0,44 -0,43 0,07 -0,43 -0,79* -0,58* -0,73* -0,57* -0,67* -0,64* -0,54*
Отведения Fр1А1 Т6А2 Т5А1 Т4А2 ТЗА1 FрzА2 FzА1 СzА2 РzА1 ОzА2
Направление ветра, 0 0,58* 0,01 0,60* 0,22 0,50* 0,40 0,46 0,46 0,76* -0,08
Скорость ветра, м/с -0,45 -0,07 -0,32 0,05 -0,05 -0,19 -0,25 0,07 -0,62* -0,42
Температура, ° -0,69* -0,18 -0,51* -0,22 -0,24 -0,37 -0,45 -0,13 -0,64* -0,59*
Влажность, % * 1 СО 0, - 0,07 -0,66* -0,49 -0,56* -0,59* * 1 ,6 0, - -0,52* -0,53* -0,36
Давление, мбар -0,85* -0,03 -0,62* -0,40 -0,55* -0,58* -0,65* -0,54* -0,55* -0,44
Отведения О2А2 О1А1 Р4А2 РЗА1 С4А2 СЗА1 F8А2 F7А1 F4А2 FЗА1 Fр2А2
Средняя мощность спектра ^ ср.) по бета Н, мкВ2/с2
Направление ветра, 0 -0,26 0,17 0,21 0,71* 0,42 0,79* 0,07 0,37 0,61* 0,64* 0,42
Скорость ветра, м/с -0,02 -0,13 0,09 -0,36 -0,21 -0,45 -0,23 -0,07 -0,17 -0,32 -0,01
Температура, ° -0,34 -0,39 -0,08 -0,43 -0,56 -0,48 -0,57* -0,33 -0,41 -0,40 -0,21
Влажность, % -0,39 -0,50* -0,27 -0,51* -0,77* -0,56* -0,66* -0,59* -0,66* -0,56* -0,53*
Давление, мбар -0,33 -0,44 -0,36 -0,54* -0,81* -0,65* -0,68* -0,55* -0,71* -0,64* -0,55*
Отведения Fр1А1 Т6А2 Т5А1 Т4А2 ТЗА1 FрzА2 FzА1 СzА2 РzА1 ОzА2
Направление ветра, 0 0,51* 0,01 0,54* 0,20 0,69* 0,46 0,59* 0,51* 0,73* -0,01
Скорость ветра, м/с -0,45 -0,18 -0,36 -0,01 -0,30 -0,12 -0,22 0,03 -0,77* -0,50*
Температура, ° -0,69* -0,39 -0,50* -0,32 -0,46 -0,41 -0,34 -0,16 -0,74* -0,63*
Влажность, % -0,78* -0,18 -0,54* -0,59* -0,64* -0,73* -0,57* -0,45 -0,45 -0,31
Давление, мбар -0,84* -0,26 -0,51* -0,54* -0,67* -0,77* -0,64* -0,60* -0,54* -0,40
18
Примечание: * - Р<0,05.
Пример 1: испытуемый К-в. 20 лет. Регистрация в 10 ч 15 мин. Температура окружающей среды в 11.05 по данным метеосводки +10,0° С. Амплитуда максимальная в отведении О1А1 - 197 мкВ
Пример 2: испытуемый Б-в. 20 лет. Регистрация в 15 ч 05 мин. Температура окружающей среды в 15.05 по данным метеосводки +17,5° С. Амплитуда максимальная в отведении О1А1 - 49 мкВ
Рис. 2. Два отдельных примера (1 и 2) фоновой записи ЭЭГ из вариационного ряда (п=94), выстроенного для оценки степени и характера зависимости нейродинамических параметров от естественных изменений температуры окружающей среды
метрии, а также мощности и частоте его спектров), тем большую метеочувствительность проявляет данный процесс до определенного предела (рис. 4).
В ходе анализа выявилось два противоположных типа направленности метеочувствительности мозга. 1-й тип - корреляции показателей ЭЭГ с направлением ветра положительные, а с остальными метеорологическими элементами - отрицательные (регистрируется у частотных параметров дельта-, тета-ритмов; у мощностных параметров тета-, альфа- и бета В, а также - при амплитудном анализе ЭЭГ и при периодометрии в больших и средних диапазонах). 2-й тип - корреляции с направлением ветра - отрицательные, а с остальными метеорологическими элементами - положительные (регистрируется у мощностных параметров дельта; у частотных параметров альфа, бета Н и бета В, а также при периодометрии в наименьшем диапазоне распределения амплитуды).
Итак, наиболее важным, на наш взгляд, результатом явилась установленная реактивность мозга неврологически здорового человека к обычным погодным явлениям, субъективно не осознаваемая, не ощущаемая человеком и, соответственно, не имеющая болезненной симптоматики. Поиск ответа на вопрос о биологической целесообразности выявленного феномена привел к предположению его защитной, адаптивно-компенсаторной роли. В принципе, такая позиция совпадает с мнением ряда других исследователей [4]. В пользу высказанного положения свидетельствует 100%-ное отсутствие субъективных жалоб на метеопатию всех наших испытуемых. Не исключена относительная самостоятельность феномена - физиологической метеочувствительности мозга - явления, существенно отличающегося от метеопатических реакций. При более детальном анализе фактов, установленных в настоящем исследовании, и сопоставлении их с данными литературы
мы постоянно и на разных уровнях сталкивались с проявлениями закона перераспределения функций и энергии, фундаментально установленного еще М. В. Ломоносовым, Ю. Р. Майером, Д. П. Джоулем и математически объясненного Г. Гельмгольцем (в 1847 г.). Проявления этого объективного закона выражались и в перераспределении метеочувствительности отдельных ритмов ЭЭГ, и в меж-полушарной неравнозначности реагирования на погоду, и в рейтинге церебральной биотропности метеорологических факторов при различных функциональных состояниях. И даже знаки многочисленных коэффициентов корреляций между нейродинамическими параметрами и геофизическими показателями при внимательном рассмотрении тоже подчинялись фундаментальному закону перераспределения, что и будет подтверждено в ходе дальнейшего обсуждения результатов. Мы в своей работе располагали рядом фактов, позволяющих приблизиться к расшифровке физиологического механизма метеочувствительности головного мозга человека. Амплитуда ритмов ЭЭГ, мощность и частота спектров, связанные с синхронными изменениями погоды, реагируют на геофизические колебания по-разному, используя различный набор ритмических характеристик, однако подчиняясь единой закономерности, собственно, и представляющей собой искомый церебральный механизм.
Так, метеочувствительность амплитуды ритмов мозга обеспечивалась в большей мере тета-активностью, то есть имела диэнцефальное происхождение [5]. Амплитуда биоритма, по современным представлениям, является показателем биоэнергетического потенциала волновой природы [6, 7], а в данном случае она отражает еще и своеобразную физиологическую готовность воспринимать метеофакторы, коль скоро ее величина значимо и закономерно коррелирует с погодными параметрами. Термин «биоэнергетика», становящийся
Кубанский научный медицинский вестник № 1 (106) 2009
Кубанский научный медицинский вестник № 1 (106) 2009
Дельта Тета Альфа Бета Н Бета В
г-і Метеочувствительность, обобщенная по результатам спектрального анализа в обоих полушариях
□ В левом
П В правом
Рис. 3. Количественное распределение эпизодов метеочувствительности по данным спектрального анализа отдельных ритмов ЭЭГ
все более популярным, имеет множество весьма спорных толкований. Сегодня в это понятие вкладывается не только энергообмен, то есть свободное дыхание и окислительное фосфорилирование, но также совокупность волновых процессов, генерируемых живым организмом и вместе с тем носящих всеобщий характер и обеспечивающих телесную структуру жизненным потенциалом [6, 7]. Отсюда вытекает, что диэнцефальный (преимущественно гиппокампальный) тета-ритм [8], вероятно, являющийся одним из источников микроволь-тного обеспечения размаха церебрального волнового процесса, наиболее реактивен к средовым факторам именно по амплитуде ЭЭГ. И лишь за ним в механизме метеочувствительности амплитуды последовательно вступают бета-, а затем альфа-ритмы (рис. 5).
Мощностные изменения ритмических характеристик мозга зависели от погоды, в основном в виде колебаний бета-активности, то есть являлись поверхностными кортикальными проявлениями десинхронизации. В виде показателя мощности реализовался в реальном времени тот биометеорологический потенциал, который был заложен амплитудой. Это прямо вытекает из физического смысла единицы измерения мощности -мкВ2/с2. В связи с этим обращала на себя внимание четкая последовательность вступления в механизм метеочувствительности разных ритмов ЭЭГ (рис. 3). По мощности данная последовательность имела строго пространственный характер и была направлена от поверхности мозга - в глубь: 1) бета; 2) альфа; 3) тета; 4) дельта. В построении подобного топографического пути уверенности нам придавали результаты многочисленных исследований сотрудников НИИ скорой помощи им. Н. В. Склифосовского, обобщенные в 2007 г. [5], и многие другие литературные данные, подтверждающие перераспределение ритмов ЭЭГ [9]. Соответственно, биометеорологические свойства мощности спектров ЭЭГ от поверхности в глубь мозга убывали, и, наоборот, из глубины (мезо- и диэнцефалона) к кон-векситальной поверхности (неокортексу) метеочувствительность обострялась. Во-первых, это наводило на мысль о приоритетности мощностных показателей в оценке метеочувствительности мозга по ЭЭГ, тем более что данная закономерность не проявляла себя при анализе реактивности к погоде других нейродинамичес-ких параметров. Во-вторых, другие нейродинамичес-
кие параметры (амплитудные и частотные) выступали в данном случае - при проявлении биометеорологи-ческих свойств - своеобразными физиологическими слагаемыми спектрально-мощностного процесса. Так, метеолабильность частотных составляющих формировалась преимущественно за счет альфа-ритма, что указывало на значительный вклад в ее механизм процессов синхронизации в мозге (в период спокойного бодрствования). Данный факт, на наш взгляд, объясним биоритмологической сутью частотной характеристики ЭЭГ - сугубо временной величины, отражающей упорядоченность работы мозга, то есть ее истинную синхронизацию. Неудивительно поэтому, что основной ритм ЭЭГ - типичный синхронизатор - был ведущим в физиологическом обеспечении ответа частотной составляющей церебрального процесса на геофизические колебания. Впрочем, дальнейшее вступление в механизм метеочувствительности частот разных ритмов ЭЭГ (тета-, а затем бета-активности) не обнаруживало сколько-нибудь заметной закономерности, подобной той, которая была выявлена нами при оценке спект-рально-мощностных величин. Дельта-волны обладали самой слабой метеочувствительностью по сравнению с другими видами биоэлектрической активности мозга. Эта глубинная (преимущественно мезэнцефальная, хотя не исключено, что и миеленцефальная) медленноволновая активность [5] почти не проявляла чувствительности к погоде при оценке любых исследуемых нейродинамических процессов. Вероятно, это может быть объяснено с точки зрения физиологической целесообразности. Средний мозг и его волновые характеристики, проецирующиеся на неокортекс, оказались почти рефрактерны к тонким ординарным внешним факторам по вполне очевидным энергосберегающим причинам. Резкие перепады в работе глубинных вегетативных, двигательных (а может быть, и пяти жизненно важных) центров, возникающие вслед за любыми погодными изменениями, гипотетически могли бы лишить энергообеспечения волновой природы вышерас-положенные церебральные отделы. Однако в работе такие «перепады» не зарегистрированы, что вполне может расцениваться как защитно-компенсаторное явление в виде относительной биометеорологичес-кой рефрактерности медленных высокоамплитудных ритмов ЭЭГ в диапазоне дельта.
Итак, церебральная метеочувствительность в направлении из глубины на поверхность мозга растет, что наиболее явно проявляется в спектрально-мощностных характеристиках. Данный рост, вероятно, связан с тем, что более эволюционно прогрессивные морфофункциональные структуры мозга обладают определенной степенью свободы в реагировании даже на незначительные колебания условий окружающей среды. Такая закономерность убедительно подтверждает на органном (церебральном) уровне недавно установленную в нашей лаборатории связь: чем выше уровень развития поведенческой функции, тем выше ее метеочувствительность в пределах вида [1, 2]. И отчасти это объясняет церебральный механизм усиления метеочувствительности адаптивного поведения по мере филогенетического усложнения на примере вида Homo Sapience. Во всяком случае, в литературе имеется не одно описание аналогичной последовательности. Например, в ответ на действие алкоголя усиленному катаболизму подвергаются в первую очередь церебральные белковые структуры не-окортекса человека (причем прежде всего недавно образовавшиеся), затем - подкорковые белковые молекулы, а затем по мере углубления алкоголизма к ним подключаются глубже расположенные мозговые субстанции по типу краха белкового обмена в алкогольном танатогене-зе [10]. Аналогичная последовательность регистрируется при инфекционной патологии [11], в патогенетическом механизме которой сначала катаболизируются белковые
комплексы коры головного мозга, затем - ближайшей подкорки, затем - белки и пептиды промежуточного мозга, после чего мезэнцефальные и т. д. Оба фактора: как алкоголь (нейротропный психоактивный агент), так и любой возбудитель инфекции (в особенности тот, который вызывает лихорадку) - имеют экзогенную природу, хотя являются гораздо более мощными по силе, по степени выраженности по сравнению с метеорологическими. Тем не менее можно предположить, что мозг реагирует на каждый из них вполне стандартно и неспецифично в том случае, если речь идет о сугубо физиологическом, а значит, адаптивном ответе на внешнее воздействие. Точнее, такой физиологический компонент ответа (высокая реактивность поверхностных отделов, ослабевающая по направлению в глубь мозга) при анализе вычленяется из общей реакции на фактор, непременно включающий в себя как специфическую, так и неспецифическую составляющую. Целесообразность обостренной метеочувствительности более эволюционно и онтогенетически молодых мозговых отделов, вероятно, заключается в своего рода барьерной, защитной функции поверхностных слоев мозга по отношению к глубинным, более древним и жизненно важным церебральным субстанциям.
Из вышеизложенного следует, что физиологический механизм метеочувствительности различных нейроди-намических процессов человека реализуется преимущественно за счет мощности ритмов головного мозга, являющейся в данном случае интегративным свойством,
Рис. 4. Схема зеркальной локализации метеочувствительности мощностных ^7Т4) и частотных (F8T3) характеристик спектра основного ритма ЭЭГ 83 здоровых лиц, отображающая принцип перераспределения внутримозговой энергии [6, 7]. Буквы с цифровыми индексами - условная проекция электродов в соответствии с международной схемой «10-20%» (по Jasper, 1958 из [12]). Внизу - пример фоновой записи ЭЭГ одного из испытуемых
Кубанский научный медицинский вестник № 1 (106) 2009
Кубанский научный медицинский вестник № 1 (106) 2009
Метеочувствительность
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Рис. 5. Схема перераспределения функциональной роли отдельных ритмов ЭЭГ в организации физиологического механизма метеочувствительности нормальных нейродинамических процессов (по данным амплитудного и спектрально-частотного цифрового анализа ЭЭГ на «Нейрон-Спектр 4/ВП»). Цифрами в горизонтальных столбиках обозначена условная (в %) степень вклада каждого ритма в формирование метеочувствительности определенной нейродинамической функции. Эти числа не повторяются в пределах одного параметра ЭЭГ, а также в пределах одного ритма (кроме дельта)
объединяющим амплитудный микровольтаж с временными (в том числе частотными) составляющими в процессе реагирования на изменения погоды.
Мозг человека реагирует на погодные явления в соответствии со следующими закономерностями: 1) биоме-теорологические свойства ритмов ЭЭГ усиливаются по мере их учащения в ряду «дельта - тета - альфа - бета», то есть по направлению «из глубины мозга - к его конвек-ситальной поверхности»; 2) чем меньше фоновая выраженность нейродинамического процесса, тем острее его нормальная метеочувствительность до определенного предела; 3) физиологическая метеочувствительность церебральных процессов, регистрируемых на ЭЭГ, реализуется по законам перераспределения.
Таким образом, документировано физиологическое происхождение церебральной реактивности к ординарной геофизической обстановке, обеспечивающей наряду с иными адаптивными свойствами гармоничное приспособление работы мозга к окружающей среде, вероятно, создающей условия для отсутствия субъективных ощущений погоды у здорового человека. Такие компенсаторные явления мозга, при которых недостающий компонент одного процесса нейродинамически восполняется функциональной составляющей другого, формируют разнонаправленность реакции на изменения окружающей среды и расширяют арсенал приспособительных возможностей целостного организма.
ЛИТЕРАТУРА
1. Водолажская М. Г., Силантьев А. Н., Рослый И. М., Водолажс-кийГ. И., Найманова М. Д. Биометеорологические свойства адаптивного поведения // Экология человека. - 2006. - № 10 (4/2). - С. 281-284.
2. Водолажская М. Г., Силантьев А. Н., Рослый И. М. Усиление метеочувствительности адаптивного поведения по мере филогенетического усложнения // Тез. XX съезда Физиологического общества им. И. П. Павлова. - М.: Русский врач. - 2007. - С. 181.
3. Гительзон И. И., Лисовский Г. М. Человек как метаболическое звено замкнутой экологической системы жизнеобеспечения // Научн. труды I съезда физиологов СНГ. Т. 1. - М.: Медицина. Здоровье. - 2005. - С. 8.
4. Ростовска Э. Влияние внешних температурных условий на занятиях физическими упражнениями на функции терморегуляции // Вопросы физического воспитания студентов. - 1995. -№ 24. - С. 124-127.
5. Куксова Н. С. К вопросу об источниках генерации медленной активности на ЭЭГ // ХХ съезд Физиол. общества им. И. П. Павлова. Тез. докл. - М.: Русский врач. - 2007. - С. 294-295.
6. Водолажская М. Г., Рослый И. М., Водолажский Г. И. Общность физиологических и биохимических процессов на модели иерархической организации биологических ритмов. Часть 1 // Вестник восстановительной медицины. - 2006. - № 3. - С.11-19.
7. Водолажская М. Г., Рослый И. М., Водолажский Г. И. Общность физиологических и биохимических процессов на модели иерархической организации биологических ритмов. Часть 2 // Вестник восстановительной медицины. - 2006. - № 4. - С. 22-29.
8. Виноградова О. С. Гиппокамп и память. - М.: Наука. -1975. - 333 с.
9. Лукина М. Г. Пространственное распределение коэффициентов асимметрии биоэлектрической активности мозга при переживании эмоции стыда // Научные труды I съезда физиологов СНГ. Т. 1. - М.: Медицина. Здоровье. - 2005. - С. 45.
10. Рослый И. М., Абрамов С. В., Водолажская М. Г. Фундаментальные закономерности на примере изучения алкоголизма // Психотерапия. - 2006. - № 2. - С. 3-7.
11. Рослый И. М., Абрамов С. В., Малеев В. В., Лазарева Е. Н. Принципы оценки энзимологических показателей крови при инфекционной патологии (V): биохимические показатели крови при астраханской риккетсиозной лихорадке у детей // Инфекционные болезни. - 2005. - Т. 3. - № 2. - С. 45-50.
12. Щекутьев Г. А. Нейрофизиологические исследования в клинике. - М.: Антидор. - 2001. - 232 с.
Поступила 24.12.2008
