CC BY
10REFERENCES
1. Dementienko V.V. Instrumental test of efficiency of telemechanic system controlling train operators wakefulness. // Inzhener i Promyshlennik, issue 4 (4), August 2013 (in Russian).
2. M.N. Livanov, V.S. Rusinov, P.V. Simonov et al. Diagnosis and forecasting of functional state of human brain. — Moscow: Nauka, 1988 (in Russian).
3. Zenkov L.R. Clinical epileptology (with neurophysiology elements). Manual for doctors. — Moscow: Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo, 2002. — 415 p. (in Russian).
Поступила 20.11.2014
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Сериков Василий Васильевич,
нач. Отраслевого научно-практического центра психофи-
зиологии труда НУЗ «Научный клинический центр ОАО «РЖД». E-mail: vasiliy_serikov@mail.ru.
Закревская Анна Александровна,
вед. науч. сотр. лаб. психологического отбора, коррекции и управления функциональным состоянием Отраслевого научно-практического центра психофизиологии труда НУЗ «Научный клинический центр ОАО «РЖД».
Захарченко Дмитрий Валерьевич,
научн. сотр. Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.
Алпаев Дмитрий Васильевич,
нач. лаб. профессиональной клинической кардиологии НУЗ «Научный клинический центр ОАО «РЖД», канд. мед. наук. E-mail: dmalp@mail.ru.
Атькова Екатерина Олеговна,
доц. каф. «Железнодорожная медицина» Российской академии путей сообщения, канд. мед. наук.
УДК 616.831
В.Я.Колягин1, В.В.Сериков2, Э.Р.Ахсанова1,2, Е.О.Атькова3, Д.В.Алпаев2 ВЛИЯНИЕ МЕЛАКСЕНА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ МОЗГА
1ГБОУ ВПО 1 МГМУ имени И.М. Сеченова МЗ РФ, д. 2-4, ул.Большая Пироговская, Москва 119991, Россия 2НУЗ «Научный клинический центр ОАО «РЖД», 20, ул. Часовая, Москва 125315, Россия 3Кафедра «Железнодорожная медицина» Российской академии путей сообщения МГУПС, 20, улЧасовая, Москва 125315, Россия
Изучено влияние Мелаксена на функциональное состояние мозга человека. Проведено комплексное динамическое (12-часовое) нейрофизиологическое исследование. Выявлено, что однократное применение Мелаксена (3 мг) влияет на функциональное состояние мозга, что отражается в достоверном увеличении числа кросс-корреляционных (КК) показателей глобальной пространственной синхронизации корковых биопотенциалов (ПСКБ) в различных диапазонах ритмов ЭЭГ. Анализ функциональной асимметрии ПСКБ в различных областях мозга показал, что препарат Мелаксен активизирует количество значимых КК связей в ПСКБ левого и правого полушарий головного мозга с доминированием активности левого полушария.
Ключевые слова: Мелаксен, электроэнцефалограмма, кросс-корреляционные связи, пространственная синхронизация корковых биопотенциалов, функциональная асимметрия, спектрально-когерентный анализ.
VYa.Kolyagin1, VV.Serikov2, E.R.Ahsanova1,2, E.O.At'kova3, DV.Alpayev2. Influence ofMelaxene on brain functional state
1I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, 2-4, Bolshaya Pirogovskaya Str., Moscow 119991, Russia
2Research Clinical Center of the Russian Railways JSC, 20, Chasovaya Str., Moscow 125315, Russia
3Of Chair of Railway Medicine, Russian Academy of Communication Lines, Moscow State University of Railway Engineering, 20, Chasovaya Str., Moscow 125315, Russia
The study covered influence of Melaxene on human brain functional state. Complex dynamic (12-hour) neurophysiologic study revealed that single dose of Melaxene (3 mg) influences brain functional state — reliably increases cross-correlation parameters of global spatial synchronization of cortex biopotentials in various ranges of EEG rhythms. Analysis of functional asymmetry of spatial synchronization of cortex biopotentials in various brain areas proved that Melaxene acitvates important cross-correlation links in spatial synchronization of cortex biopotentials in left and right brain hemispheres, with dominated activity of left hemisphere.
Key words: Melaxene, electroencephalogram, cross-correlation links, spatial synchronization of cortex biopotentials, functional asymmetry, spectral coherent analysis.
В настоящее время значительное число исследований посвящено анализу особенностей пространственно-временной организации ЭЭГ человека при различных функциональных состояниях: сон-бодрствование, произвольное внимание, разного вида эмоции, решение специальных задач, применение лекарственных препаратов и т.д. [1-4,6,8-10]. Однако в настоящее время недостаточно изучен вопрос о влиянии Мелак-сена на функциональное состояние мозга.
Материалы и методы. Влияние Мелаксена на функциональное состояние мозга проводилось в НУЗ «НКЦ» ОАО «РЖД» — Центре профпатологии и профпригодности с участием 20 РЛБ, средний возраст которых составил 45,5 ± 5,8 лет. Все давали добровольное письменное согласие на участие в исследовании. Регистрация ЭЭГ осуществлялась с использованием беспроводного портативного переносного 16-канального электроэнцефалографа фирмы «NEUROTRAVEL SMART» (Италия). При регистрации ЭЭГ использовались монополярные отведения по международной схеме Джаспера «10/20» в режиме непрерывного мониторинга.
Время регистрации ЭЭГ составляло 12 час. (с 10:00 до 22:00).
Регистрация ЭЭГ проводилась исследуемым в состоянии бодрствования.
На ЭЭГ исследовалась динамика нейрофизиологических показателей пространственной организации биоэлектрической активности коры головного мозга на всем диапазоне частот: альфа-ритма, бета-ритма, тета- ритма и дельта- ритма (8-13 Гц, 14-40 Гц, 4-6 Гц и 0,5-3 Гц соответственно).
Исследование каждого испытуемого проводилось дважды: контрольное — без применения Мелаксена и на следующий день — на фоне приема препарата (3мг) за 30 мин. до начала обследования.
Была использована методика диагностики функционального состояния мозга человека применительно к интересам психофизиологии труда и клинической медицины, разработанная в НИИ высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук, основанная на регистрации пространственной синхронизации корковых биопотенциалов [6,7,8]. Количественной мерой степени сходства потенциалов является величина коэффициента кросс-корреляции между колебаниями потенциалов, регистрируемыми в разных корковых зонах.
Благодаря разработке корреляционного анализа как одного из методов математической статистики, использование этого показателя позволяет получать корректные в отношении статистической значимости результаты. Будучи системной по происхождению, ПСКБ отражает функциональное состояние не только самой коры больших полушарий, но и других отделов головного мозга. Также уровень ПСКБ отражает степень возбудимости различных корковых и подкорковых образований и текущую активность мозга. По данным отдельных авторов возбудимость мозговых
структур выше при максимальной ПСКБ, чем при минимальной [6].
Анализ спектра ЭЭГ проводился в программном обеспечении электроэнцефалографа-анализатора ЭЭГА-21/26 «Энцефалан-131-03» (Фирма Медиком МТД, г. Таганрог) [5].
Количественная оценка ЭЭГ включала формализацию ее отдельных характеристик: уровень ПСКБ по количеству КК связей, спектрально-когерентный анализ 30-60-секундных реализаций с топографическим картированием в начале (1-й час), в середине (через 6 часов) и в конце (через 12 часов) исследования.
Подсчет КК связей осуществлялся попарно между всеми регистрируемыми параметрами.
Формирование КК матрицы, состоящей из 96 КК, позволило оценить как глобальные (по всей коре), так и локальные (в определенных корковых зонах) изменения синхронных биоэлектрических процессов, а также функциональную асимметрию. Функциональная асимметрия ПСКБ является важным показателем уровня функционального состояния мозга человека [2,4].
Функциональная асимметрия оценивалась следующим образом: в кросс-корреляционных матрицах выделялись внутриполушарные КК связи (то есть КК между потенциалами точек, расположенных в одном и том же полушарии) и межполушарные КК связи (КК между потенциалами точек, расположенных в разных полушариях).
Внутриполушарные и межполушарные КК связи при определении асимметрии ПСКБ анализировались раздельно.
Для оценки статистической значимости различий функционального состояния мозга проводился математический анализ с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни (принятый уровень значимости р=0,05) в пакете программы математическая статистика SPSS-17.
Результаты исследования. Установлены статистически значимые различия функционального состояния мозга у РЛБ по показателям КК связей на фоне приема препарата Мелаксен и без него. Однократное применение Мелаксена (3 мг) приводит к существенному увеличению КК связей в ПСКБ, что свидетельствует о повышении степени активации корковых зон головного мозга (рис. 1).
3
vo
О
3000
2000
1000
0
"2647*"
"2185*
Рис.1. Влияние Мелаксена на функциональное состояние мозга у РЛБ (*р<0,001)
Примечания к рис. 1-5:
Без Мелаксена /■■'^л- С Мелаксеном
Число КК
6-й час
12-й час
Рис. 2. Динамика КК связей в процессе исследования (1-й; 6-й; и 12-й час) (*р<0,001); (**р<0,001)
Число КК 500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
1-й час
6-й час
250 200 150 100 50 0
1-й час
6-й час
12-й час
Рис. 4. Влияние Мелаксена на функциональное состояние головного мозга в диапазоне Тета-ритма (*р<0,03; **р<0,06 )
Число КК
Рис.3. Влияние Мелаксена на функциональное состояние головного мозга в диапазоне Дельта-ритма (*р<0,001; **р<0,001)
Динамика КК связей на 1-м, 6-м и 12-м часе исследования представлена на рис. 2 .
Достоверные и значимые различия зафиксированы на первом и шестом часе, а на двенадцатом часе значимых различий не отмечено. Это указывает на то, что действие препарата Мелаксен (3 мг) на ПСКБ заканчивается на 6-м часе исследований.
Исследование ПСКБ в отдельных частотных диапазонах также выявило достоверные изменения ее показателей в зависимости от времени, прошедшего с момента приема препарата Мелаксен (рис.3, 4, 5).
На рис. 3 представлена динамика влияния препарата Мелаксен на функциональное состояние головного мозга в диапазоне Дельта-ритма. Достоверные изменения показателей ПСКБ в диапазоне Дельта-ритма отмечаются на 1-м и 6-м часе воздействия препарата. На 12-м часе значимых различий не обнаруживается.
Аналогичные изменения наблюдались и в частотном диапазоне Тета-ритма (рис. 4).
Следует отметить, что изменения в Альфа-диапазоне (по всей выборке) статистически незначимы (р<0,07). Вероятно, это может быть связано с тем, что у представленной группы из 20 РЛБ лишь у 5 на ЭЭГ
180 160 140 120 100 8 60 40 20 0
1-й час
6-й час
12-й час
Рис.5. Влияние Мелаксена на функциональное состояние головного мозга в диапазоне Бета-ритма (*р<0,05).
был выражен Альфа-ритм (I, II тип ЭЭГ по классификации Е.А. Жирмунской)1.
Изменения Бета-ритма на фоне приема препарата Мелаксен представлены на рис. 5.
Значимые изменения КК связей в диапазоне Бета-ритма выявлены на 6-м часе.
Анализ функциональной асимметрии ПСКБ в различных областях мозга показал, что под влиянием препарата Мелаксен имеют место достоверные изменения КК связей на 1-м и 6-м часе исследования. В левом полушарии без препарата Мелаксен насчитывалось 1458 КК связей, после приема препарата — 1706; в правом полушарии количество КК связей без препарата — 707, после применения Мелаксена — 919 КК связей, что свидетельствует о существенном повышении общего активационного тонуса коры головного мозга с преимущественной активацией левого полушария.
Известно, что межполушарная когерентность, в отличие от внутриполушарной, в большей степени характеризует корково-подкорковые взаимодействия и состояние срединных структур мозга [4].
1 Жирмунская Е.А. Атлас классификации ЭЭГ. — М.,1996.
Эти представления нашли объективное подтверждение в электрофизиологических исследованиях лаборатории общей и клинической электрофизиологии головного мозга человека ИВНД и НФ РАН [6-8].
Выводы. 1. Однократное применение Мелаксена (3 мг) влияет на функциональное состояние мозга человека, что приводит к увеличению числа КК связей в ПСКБ в различных диапазонах ритмов (Дельта-, Тета-, Альфа-, Бета-) ЭЭГ. 2. Мелаксен (3 мг) активизирует число значимых КК связей в ПСКБ левого и правого полушарий головного мозга с доминированием активности левого полушария. 3. Влияние Мелаксена на функциональное состояние мозга человека по показателям изменений ПСКБ сохраняется минимум 6 час.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (см. REFERENCES пп. 9,10)
1. Биопотенциалы мозга человека (под ред. В.С.Русинова). — Москва: Медицина, 1987. — 254 с.
2. Болдырева Г.Н., Шарова Е.В., Добронравова И.С. Роль ре-гуляторных структур мозга в формировании ЭЭГ человека// Физиология человека. — 2000, — Т.26, №5. — С. 19-34.
3. Бехтерева Н.П. Магия мозга и лабиринты жизни. — Москва-СПб, 2013. — 430 с.
4. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии мозга человека. — М.: Медицина, 1988. — 221 с.
5. Зенков Р.Л. Клиническая электроэнцефалография (с элементами эпилептологии) Рук-во для врачей. 5-е изд. — Москва: МЕДпресс-информ, 2012. — 281 с.
6. Ливанов М.Н. Пространственная организация процессов головного мозга. — М.: Наука, 1972. — 182с.
7. Ливанов М.Н., Свидерская Н.Е. Психологические аспекты феномена пространственной синхронизации потенциалов // Психологический журнал. — 1984. — Т. 5. — № 5. — С.71-83.
8. Свидерская Н.Е., Шлитнер Л.М. Когерентные структуры электрической активности коры головного мозга // Физиология человека. — 1990. — Т. 16. — №3. С. 12.
REFERENCES
1. Biopotentials of human brain. V.S. Rusinov, ed. — Moscow: Meditsina, 1987. — 254 p. (in Russian).
2. Boldyreva G.N., Sharova EV., Dobronravova I.S. Role of brain regulatory structures in formation of human EEG. // Fiziologiya cheloveka. — 2000. — V. 25. — 5. — Р. 19-34 (in Russian).
3. Behtereva N.P. Magic of brain and life labyrinths. — Moscos-St-Petersburg, 2013. — 430 p. (in Russian).
4. Bragina N.N., Dobrokhotova T.A. Functional asymmetries of human brain. — Moscow: Meditsina, 1988. — 221 p. (in Russian).
5. Zenkov L.R. Clinical encephalography (with epileptology elements). Manual for doctors, 5th edition. — Moscow: MEDpress-inform, 2012. — 281 p. ( in Russian).
6. Livanov M.N. Spatial organization of brain processes. — Moscow: Nauka, 1972. — 182 p. (in Russian).
7. Livanov M.N., Sviderskaya N.E. Psychologic aspects of spatial synchronization of potentials phenomenon. // Psikhologicheskiy zhurnal, 1984. — V. 5. — 5. — Р. 71-83 (in Russian).
8. Sviderskaya N.E., Shlitner L.M. Coherent structures of electric activity of brain cortex. // Fiziologiya cheloveka, 1990. — V. 16. — Р. 3-12 (in Russian).
9. Suzuki H. Distribution and interregional relationships of the scalp alpha rhythm// J. Physiol. Sos. Jap., 1974. — V.36. — № 6. — P. 203.
10. Thatcher R.W., Krause P.J., Hrybyk M. Cortiko-cortical association fibers and EEG coherence: A two-compartmental model // EEG and Clin. Neurophysiol, 1986. — №64. — Р. 123.
Поступила 20.11.2014
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Колягин Владимир Яковлевич,
проф. каф. безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова. д-р медицинских наук. Сериков Василий Васильевич,
руководитель Отраслевого научно-практического центра психофизиологии труда НУЗ «Научный клинический центр ОАО «РЖД», E-mail: vasiliy_serikov@mail.ru. Ахсанова Элеонора Рашитовна,
врач-терапевт Центра профпатологии и профпригодности НУЗ «Научный клинический центр ОАО «РЖД», аспирант кафедры клинической фармакологии и фармакотерапии ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова. Атькова Екатерина Олеговна,
доц. каф. «Железнодорожная медицина» Российская академия путей сообщения, канд. мед. наук. Алпаев Дмитрий Васильевич,
нач. лаб. профессиональной клинической кардиологии НУЗ «Научный клинический центр ОАО «РЖД», канд. мед. наук. E-mail: dmalp@mail.ru
