автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Локализация источников биоэлектрической активности мозга при некоторых психоневрологических нарушениях

Напрс

ЧИЛИКИНА Светлана Николаевна

ЛОКАЛИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА ПРИ НЕКОТОРЫХ ПСИХОНЕВРОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЯХ

05 13 01 - Системный анализ, управление и обработка информации (биологические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Тула - 2008

003172191

Работа выполнена на кафедре медицинской и биологической физики ГОУ ВПО «Ростовский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель

Доктор биологических наук,

профессор Омельчеико Виталий Петрович

Официальные оппоненты

Доктор биологических наук, профессор

Доктор биологических наук

Черноситов Александр Владимирович

ФГУ Ростовский НИИ акушерства педиатрии Ростмедтехнологий Жеребцова Валентина Александровна, Научно-практический центр клинической нейрофизиологии и нейрореабилитации, г Тула

Ведущая организация:

НИИ нейрокибернетики им А Б Когана Южного Федерального Университета

Защита состоится «25» июня 2008 г в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212 271 06 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» по адресу 300600, г Тула, пр-т Ленина, 92

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» по адресу 300600, г Тула, пр-т Ленина, 92

Автореферат разослан « » ^¿¿¿^ 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор О.Н. Борисова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение деятельности мозга путем исследования его электрической активности является давно признанным направлением в нейрофизиологии человека Во всем мире наблюдается почти революционная активизация качественных и количественных методов анализа в электроэнцефалографии Чрезвычайно возрос удельный вес электроэнцефалографических исследований при невротических, психических, эмоциональных, психосоматических и др заболеваниях (Зенков JIР , 2002)

Внедрение компьютерных технологий позволило разработать перспективные методы оценки биоэлектрических процессов в мозге (Омельченко В П и др , 1986, Омельченко В П , 1990), а также локализации очага патологической активности ЭЭГ (Гнездицкий В В , 2000)

Использование метода трехмерной локализации источников электрической активности головного мозга и режима оценки межцентральных связей на основе анализа взаимных функций (кросс-корреляция, кросс-спектр, функция когерентности) позволяет выявить наличие и степень выраженности межполушарных и внутриполушарных спектральных (частотно-временных) взаимоотношений (Батуев А С , Иовлева Н Н , 2003, Болдырева Г Н , 2000, Черноситов А В , 2004)

Метод локализации очагов в трехмерном пространстве у больных эпилепсией значительно чаще, в сравнении с другими ЭЭГ методами, позволяет устанавливать сам факт локальности процесса и зону мозга, в которой он формируется (Сумский JI И , Куксова Н С , 2001, Клушина О Д, 2001)

Метод локализации источника патологического очага может быть применим и для оценки электрических процессов мозга у людей с патологическим гемблингом

Расстройства зависимого поведения (с различной клинической картиной психопатологии) могут быть признаны особой группой поведенческих расстройств, объединенных единым этиопатогенетическим механизмом (Бухановский А О и соавт , 2002, Менделевич В Д , 2003) В настоящее время особенно актуальной является проблема патологического гемблинга (ПГ), так как появляется все больше людей с данной зависимостью (Petry N, 2000, Gelder М et al, 2001, Stinchfield R, 2003, Kahvas P W, 2003)

Актуальность данного исследования обусловлена высокой значимостью ассоциированных с этим расстройством медицинских, социальных и юридических проблем (Зайцев В В , Шайдулина А Ф, 2003, Малыгин В JI, Цыганков Б Д, 2005, Менделевич В Д, 2005, Шемчук Н В, Ошевский Д С, 2005), и это связано не только с размерами популяции заболевших, но и с тем, что в патологическую систему отношений вовлекаются близкие им люди

Имеются данные (Slutske WS et al, 2000, Comings et al, 2001) семейного накопления патологической зависимости от игры, связанного с генетической предрасположенностью к возникновению патологического влечения к азартным играм

По мнению ВесЬага А (2001) одним из существенных компонентов, ответственных за развитие ПГ, является дефект системы, обеспечивающей принятие решений, выгодных для человека Автор считает, что на базе поражений вентромедиальных структур и префронтальной коры формируются не только тяжелые психические заболевания, но и зависимость от психоактивных веществ, а также патологический гемблинг

Помимо того, что патологические системы насильственного поведения и навязчивых состояний лежат в основе соответствующих форм патологии, они еще и подавляют деятельность физиологических систем по принципу патологической доминанты, что ведет к дезорганизации деятельности мозга (Крыжановский Г Н, 2004)

Поэтому исследование биоэлектрической активности мозга людей с патологическим гемблингом является весьма актуальной задачей, связанной с выявлением механизма возникновения патологических изменений, ранней диагностикой этих нарушений, профилактикой, а также выбором адекватных методов лечения

Цели и задачи исследования

Целью работы являлось выявление методами многомерной статистики особенностей биоэлектрической активности мозга у лиц с зависимым поведением, в частности, страдающих патологическим гемблингом, а также определение их реакции на провоцирующие ситуации

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

1 Провести сравнительный анализ фоновой биоэлектрической активности мозга у людей с игровой зависимостью (патологический гемблинг) и здоровых испытуемых

2 Оценить при помощи спектрального и когерентного анализа влияние игры на биоэлектрическую активность в группах лиц страдающих патологическим гемблингом и здоровых испытуемых

3 Выявить особенности межполушарных и внутриполушарных взаимоотношений головного мозга у лиц, страдающих патологическим гемблингом

4 Методом трехмерной локализации источника провести сравнительный анализ патологической активности у больных эпилепсией и биоэлектрнической активности у лиц с игровой зависимостью

Научная новизна

Впервые проведен анализ биоэлектрической активности головного мозга при патологическом гемблинге с целью выявления характерных патологических феноменов, а также установления их нейрофизиологических механизмов

Проведена обработка данных с применением спектрального и когерентного анализа с использованием метода многомерной статистики с целью выявления влияния игры на функциональное состояние мозга Установлено, что игровая деятельность вызывает в головном мозге пациентов,

страдающих ПГ, новые устойчивые (патологические) связи, что приводит к нарушению межцентральных взаимоотношений

Используя метод трехмерной локализации источника, были получены новые данные о патологической активности, возникающей в головном мозге у лиц с игровой зависимостью

Практическая значимость исследования

Установлено, что у подавляющего большинства обследованных пациентов, страдающих ПГ, имеют место нарушения регуляторных нейродинамических процессов, обусловленные патологическим процессом (функционального характера) в подкорковых структурах мозга Полученные данные позволяют предполагать наличие игровой зависимости у пациентов по установленным ЭЭГ изменениям, а также по реакции ЭЭГ показателей на игровые пробы

Внедрение результатов работы в практику

Результаты работы были использованы в программном обеспечении «Энцефалографические исследования» и «Энцефалан-ЗО», которые поставляются с сертифицированными медицинскими приборами, выпускаемыми НПКФ «Медиком МТД» (г Таганрог) - электроэнцефалограф-анализатор «Энцефалан-131-03» Полученные результаты исследования применяются с лечебно-диагностической целью в комплексной диагностике психических расстройств в лечебно-реабилитационном научном Центре «Феникс» (г Ростов-на-Дону) Апробация работы

Результаты исследований докладывались на 14-й международной конференции «Проблемы нейрокибернетики» (Ростов-на-Дону, 2005), второй научно-практической конференции психиатров и наркологов ЮФО с международным и всероссийским участием (Ростов-на-Дону, 2006), международной конференции «Игровая зависимость мифы и реальность» (Москва, 2006), научно-практической конференции ЮФО «Актуальные проблемы клинической, социальной и биологической психиатрии и наркологии» (Ростов-на-Дону, 2006), XX международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Ярославль, 2007), международном форуме «Информационные технологии и общество - 2007» (Москва, 2007), всероссийской научно-практической конференции «Количественная ЭЭГ и нейротерапия» (Санкт-Петербург, 2007), VI международном симпозиуме «Электроника в медицине Мониторинг, диагностика, терапия» (Санкт-Петербург, 2008), на конференции сотрудников кафедры медицинской и биологической физики Ростовского государственного медицинского университета Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 153 страницах машинописного текста, построена традиционно и состоит из введения, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка используемой литературы, практических рекомендаций, списка сокращений и приложения Диссертация иллюстрирована 38 таблицами и 22 рисунками Список используемой литературы включает 188 источников, из которых 136 отечественных и 52 зарубежных

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1 Отличительные особенности электроэнцефалографических феноменов у лиц с игровой зависимостью по сравнению со здоровыми испытуемыми

2 Результаты спектрального и когерентного анализа биоэлектрической активности мозга у лиц с игровой зависимостью

3 Особенности изменения внутриполушарных и межполушарных взаимоотношений биоэлектрической активности мозга у лиц с игровой зависимостью и здоровых испытуемых на игровую ситуацию

4 Применение метода трехмерной локализации для поиска источника патологической активности у больных эпилепсией и у людей с игровой зависимостью.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Объект исследования

Исследования проводились в трех группах испытуемых Группу практически здоровых испытуемых составило 20 студентов мужского пола от 18 до 23 лет Вторая группа представлена 35 мужчинами в возрасте от 18 до 40 лет, находящихся на лечении в лечебно-реабилитационном научном Центре «Феникс» г Ростова-на-Дону (президент лечебно-реабилитационного научного Центра «Феникс», профессор, д м н АО Бухановский), которым в соответствии с критериями МКБ-10 был установлен диагноз "патологическое влечение к азартным играм" (Р63,0)* В третью группу вошло 10 испытуемых с эпилептиформной активностью на ЭЭГ

2. Методы исследования

Перед проведением исследования испытуемым накладывались хлорсеребряные электроды, закрепленные специальным шлемом, расположенных по стандартной системе «10-20» Для регистрации электроэнцефалограммы использовали электроэнцефалограф-анализатор ЭЭГА-21/26 "Энцефалан-131 -03" фирмы "Медиком МТД" В качестве референтных электродов использовались ушные электроды Для регистрации движений глаз регистрировали электроокулограмму (ЭОГ) Электрокардиограмму регистрировали в I стандартном отведении

* лечащий врач психиатр высшей категории, к м н В А Солдаткин

В первой и во второй группах исследования проводили по одинаковому сценарию Сначала записывали фоновую электроэнцефалограмму (ЭЭГ) Во время регистрации ЭЭГ испытуемый пребывал в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами После первой записи испытуемому предлагали поиграть в компьютерный вариант игры (симулятор слота) в течение 5 минут Затем снова регистрировали ЭЭГ

По выбранным фрагментам ЭЭГ проводили спектральный анализ, который является одним из самых распространенных видов анализа ЭЭГ и существенно расширяет возможности визуальной интерпретации ЭЭГ

Когерентный анализ ЭЭГ применяли для оценки степени взаимосвязи различных зон головного мозга при исследовании межполушарных и внутриполушарных отношений Спектральный и когерентный анализ проводили, как до игры, так и после игры Для расчета нормированного показателя спектральной плотности мощности (НСПМ) брали стационарные временные отрезки длительностью 3-4 секунды, а для расчета функции когерентности (Ког) - длительностью 6-7 секунд Анализировали НСПМ и Ког в частотной области от 1 до 24 Гц

Оценивали спектры когерентности ЭЭГ внутриполушарных правых (02-Р4, 01-РЗ, 02-Т6, 01-Т5, 02-Т4, 01-ТЗ, 02-F8, 01-F7, 02-F4, 01-F3, 02-С4, 01-СЗ, 02-Fp2, Ol-Fpl, Р4-Т6, РЗ-Т5, Р4-Т4 и т д) и левых пар отведений (02-Р4, 01-РЗ, 02-Т6, 01-Т5, 02-Т4, 01-ТЗ, 02-F8, 01-F7, 02-F4, 01-F3, 02-С4, 01-СЗ, 02-Fp2, Ol-Fpl, Р4-Т6, РЗ-Т5, Р4-Т4 и тд), а также межполушарных симметричных (02-01, Р4-РЗ, Т6-Т5, Т4-ТЗ, F8-F7, F4-F3, Fp2-Fpl, С4-СЗ) и несимметричных (02-РЗ, 02-ТЗ, 02-СЗ, 02-Т5, 02-F3, 02-F7, 02-Fpl, Р4-01, Р4-РЗ и т д) пар отведений

В третьей группе исследования проводили с проведением провоцирующих функциональных проб, в частности дыхательной пробы (гипервентиляция)

Для второй и третьей групп применяли метод трехмерной локализации для выявления источника патологической активности мозга (программа «Энцефалан-ЗО»)

Для оценки статистической достоверности различий между анализируемыми группами использовали параметрический метод t-критерия Стьюдента, позволяющий выявить различие между средними двух выборок, и дискриминантный анализ, который является одним из методов многомерного статистического анализа, цель которого состоит в том, чтобы на основе измерения различных характеристик (признаков, параметров) объекта классифицировать его, то есть отнести к одной из нескольких групп (классов) (STATISTICA 6 0)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ спектральных характеристик и уровня когерентности ЭЭГ здоровых испытуемых и игроков

Сравнение данных спектрального анализа ЭЭГ игроков и здоровых испытуемых до игры выявило, что значение НСПМ биопотенциалов альфа-диапазона у игроков ниже во всех отведениях на частотах 11 и 12 Гц, а значение НСПМ бета- и тета-диапазонов выше (рис. 1).

До игры - 02

0,35 0.3 0,25 ¡02 -3— 0,15 0,1

*

1

■ 1

11 1 * л

■ ■ ■ •..... 1 ..... ■■

I 1М|ЬД'Иц1 1 к .И lfc.fr,

8 Игроки ■Зрровые

12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 К 15 1 6 1 7 1 6 1 9 20 21 22 2 3 21 Часюп

Рис. 1. НСПМ игроков и здоровых испытуемых до игры в отведении 02 *-достоверные отличия (при а<0,05)

Показатели НСПМ достоверно отличались между группами до, и после игры во всех отведениях. НСПМ на частоте 11 Гц выше НСПМ на частоте 12 Гц, как у игроков, так и у здоровых испытуемых до и после игры (рис. 1, рис. 2). Больше всего различий наблюдалось в лобных отведениях. Для тета-диапазона значимые различия были получены в лобных отведениях Р8 и VI на частоте 6 Гц.

Наибольшее число различий после игры наблюдалось в центрально-лобных областях. НСПМ бета-диапазона особенно достоверно превышала у игроков в теменных и лобных отведениях.

П ос/в игры-02

0,25 0,2 2 0,15 | 0,1 0,05 О

f 'Ч; :, '.......■. " \ : 1

» * 1 ................................. ..........._..............................................................

¡: | _________ ______ 1 ' ' 1 • ' 1

•__ j 1 1

1 РЛдадВД ' 1 fl ГЬ ri гъ гъп fl

цИрки

12 3 4 5 6 7 8 Н0111213 К1515171819202122232< Частом

Рис. 2. НСПМ игроков и здоровых испытуемых после игры в отведении 02 * - достоверные отличия (при а<0,05)

Дискриминантный анализ НСПМ выявил отличия в структуре формирования спектра ЭЭГ здоровых испытуемых и игроков до игры в отведениях левого полушария и, кроме того, в симметричных лобных областях (F8 и F7), а после игры в лобных отведениях правого и левого полушарий.

Спектральный анализ ЭЭГ для групп здоровых испытуемых и игроков показал, что группа игроков имела выраженную активность с более высокой мощностью как до игры, так и после нее в бета- и тета-диапазонах, а в альфа-диапазоне на частотах 11 и 12 Гц значение НСПМ выше у здоровых испытуемых.

Анализируя данные когерентного анализа ЭЭГ игроков до игры (ИДИ) и здоровых испытуемых до игры (ЗДИ) было установлено, что внутриполушарный уровень когерентности альфа-диапазона выше у игроков в обоих полушариях, кроме частоты 12 Гц, на которой Ког ЭЭГ здоровых испытуемых была выше (табл. 1). В левом полушарии было получено больше изменений значений Ког и между большим числом отведений по сравнению с правым. Также как и для альфа-диапазона значения уровня Ког ЭЭГ у игроков было выше в бета- и тета-диапазонах по сравнению со здоровыми испытуемыми.

Результаты когерентного анализа ЭЭГ в альфа-диапазоне до игры, х± ц

Правое полушарие Левое полушарие

Отведение Частота Гц ИДИ зди Отведение Частота Гц ИДИ зди

С4-Р4 10 0,74±0,06 0,59±0,07 СЗ-РЗ 13 0,76±0,05 0,65±0,06

С4-Т6 10* 0,6б±0,06 0,50±0,05 C3-F3 13 0,79±0,03 0,69±0,061

F4-02 9* 0,54±0,04 0,40±0,05 СЗ-Т5 13* 0,73±0,05 0,589±0,05

F4-P4 9* 0,6±0,06 0,42±0,05 F3-P3 13* 0,66±0,05 0,40±0,05

F4-P4 10 0,64±0,06 0,49±0,06 F3-T5 13* 0,55±0,05 0,37±0,06

F8-T6 10 0,67±0,05 0,55±0,06 F3-T3 13* 0,64±0,05 0,49±0,05

Fp2-P4 10 0,63±0,06 0,49±0,07 F7-P3 13* 0,65±0,04 0,49±0,05

Fp2-T6 8 0,54±0,05 0,43±0,06 F7-T5 13* 0,75±0,05 0,56±0,06

Fp2-T4 9 0,59±0,05 0,47±0,06 Fpl-P3 12** 0,51±0,05 0,60±0,05

Р4-Т6 10* 0,84±0,04 0,71±0,06 Fpl-T5 12** 0,51±0,05 0,61±0,06

- - - - 01-Т5 12** 0,63±0,05 0,73±0,0б

- - - - ТЗ-Т5 13 0,91±0,03 0,82±0,06

Примечание без отметки - уровень Ког выше у игроков при а<0,05, * - уровень Ког выше у игроков при а<0,01, ** - уровень Ког выше у здоровых испытуемых при а<0,05

Различия межполушарных значений Ког в альфа- и бета-диапазонах до игры были получены между парами отведений, одно из которых было лобное и/или височное Межполушарный уровень Ког в альфа- и бета-диапазонах был выше у игроков Значения межполушарного уровня когерентности симметричных отведений были выше у игроков, кроме лобных Fp2-Fpl отведений на частоте 11 Гц

Анализ значений когерентности ЭЭГ в обеих группах после игры (игроки после игры - ИПИ, здоровые после игры - ЗПИ) определил, что уровень Ког у игроков выше уровня Ког здоровых испытуемых во всех диапазонах, кроме альфа-диапазона на частотах 11 Гц в правом и 12 Гц в левом (табл 2) В бета-диапазоне выявлялось большее количество различий уровня Ког между группами в правом полушарии Эти различия касались пар отведений, одно из которых было лобное и/или височное

Уровень межполушарной когерентности в альфа- и бета-диапазонах после игры был выше у игроков

Результаты когерентного анализа ЭЭГ в альфа-диапазоне после игры,

Правое полушарие Левое полушарие

Отведение Частота Гц ИПИ ЗПИ Отведение Частота Гц ИПИ ЗПИ

С4-Р4 8 0,76±0,05 0,62±0,06 СЗ-РЗ 13* 0,77±0,04 0,64±0,06

C4-Fp2 8* 0,75±0,04 0,59±0,0б C3-F3 13* 0,77±0,04 0,61±0,06

С4-Т6 8* 0,62±0,06 0,50±0,06 C3-Fpl 13* 0,61±0,05 0,46±0,05

F4-T6 13 0,51±0,05 0,37±0,06 СЗ-Т5 13* 0,70±0,06 0,55±0,06

F4-T4 8* 0,75±0,05 0,58±0,06 F3-T3 13* 0,63±0,05 0,48±0,06

F4-T4 10* 0,73±0,05 0,54±0,07 F7-P3 13 0,57±0,06 0,45±0,07

F8-02 8* 0,51±0,05 0,33±0,05 F7-Fpl 13 0,63±0,05 0,49±0,06

F8-P4 8* 0,64±0,05 0,46±0,05 F7-T5 8* 0,68±0,06 0,52±0,06

Fp2-02 11*** 0,68±0,05 0,81±0,05 F7-T5 13* 0,69±0,05 0,51±0,05

Fp2-P4 8* 0,56±0,06 0,35±0,04 Fpl-T3 13 0,52±0,05 0,38±0,05

Fp2-P4 10* 0,63±0,06 0,42±0,06 01-Т5 12** 0,60±0,06 0,71 ±0,06

Fp2-T4 8* 0,62±0,05 0,46±0,05 Ol-ТЗ 12** 0,50±0,06 0,63±0,06

02-T4 8 0,50±0,05 0,37±0,06 ТЗ-Т5 13 0,89±0,03 0,77±0,06

Примечание без отметки - уровень Ког выше у игроков при а<0,05, * - уровень Ког выше у игроков при а<0,01, ** - уровень Ког выше у здоровых испытуемых при а<0,05, *** - уровень Ког выше у здоровых испытуемых при а<0,01

Дискриминантный анализ уровня когерентности ЭЭГ до игры и после игры позволил выявить наибольшие различия между группами в бета-диапазоне среди пар отведений, одно из которых являлось лобным или височным (рис 3)

На рис 3 указаны связи между парами отведений, уровень когерентности ЭЭГ которых имеют наибольшие отличия у игроков и здоровых испытуемых Эти пары отведений вносят существенный вклад в разделение двух групп по уровню когерентности Из рис 3 видно, что до игры наибольшие отличия имелись в бета-диапазоне, а после игры отличия наблюдались также и в тета- и альфа-диапазонах Причем эти отличия состояли в значительном увеличении уровня когерентности, как в внутриполушарных, так и межполушарных связях ЭЭГ у игроков

1Рт

' ТзСз С.Т4]

Рз Р4Тб/

01 02

е

а

Р

1)

а

Р

2)

Рис 3 Результаты дискриминантного анализа, выявляющие различия в значениях когерентности между игроками и здоровыми испытуемыми до игры

(1) и после игры (2)

Влияние игровой ситуации на характеристики ЭЭГ здоровых испытуемых и игроков

На основании данных спектрального анализа ЭЭГ здоровых испытуемых до и после игры было получено, что значение НСПМ биопотенциалов изменялось в основном в правом полушарии в альфа- и бета-диапазонах Значение НСПМ альфа-активности увеличивалось в большинстве случаев на частоте 11 и 12 Гц В целом в группе здоровых испытуемых преобладали паттерны ЭЭГ, относящиеся к электроэнцефалографической норме

Сравнение данных ЭЭГ игроков до и после игры, показало, что значение НСПМ биопотенциалов увеличивалось в основном в бета-диапазоне как в правом, так и в левом полушариях Схожие данные были получены у больных алкоголизмом (Колупаев Г П и др, 1997)

НСПМ альфа-активности у игроков увеличивалась в левом полушарии на частоте 12 Гц в затылочных отведениях, на частоте 11 Гц в лобных отведениях Изменения дельта-активности наблюдались только в лобных областях мозга С помощью дискриминантного анализа были выявлены наибольшие различия в спектре ЭЭГ до игры и после нее в лобных отведениях

При сравнении спектров ЭЭГ игроков и здоровых испытуемых были отмечены следующие различия У игроков изменения НСПМ наблюдались и в правом и в левом полушариях в большинстве случаев в бета-диапазоне, тогда как у здоровых испытуемых различия НСПМ до игры и после нее отмечались в основном в правом полушарии в альфа- и бета-диапазонах Что касается

дискриминантного анализа данных НСПМ, то и у игроков и у здоровых испытуемых наибольшие различия между двумя состояниями были получены в лобных отведениях

Когерентный анализ ЭЭГ здоровых испытуемых до и после игры выявил, что больше изменений уровня внутриполушарной Ког альфа-диапазона было в правом полушарии, тогда как для бета-диапазона - в левом При этом уровень Ког ЭЭГ в большинстве случаев снижался По литературным данным выраженное снижение Ког альфа-активности, особенно с локальным повышением между отдельными отведениями, отражает не распад, а скорее реорганизацию характера взаимосвязей структур мозга, в частности установление более тесных функциональных взаимодействий между передними и задними областями коры (Кирой В Н , Асланян Е В , 2005)

Изменения Ког ЭЭГ после игры в межполушарных отношениях имели место между многими отведениями, особенно лобно-височными Наблюдалось повышение межполушарных значений Ког после игры у здоровых испытуемых При проведении дискриминантного анализа значений Ког ЭЭГ здоровых испытуемых до и после игры было установлено, что наибольший вклад в изменение уровня когерентности вносили пары отведений, одно из которых являлось лобным (рис 4)

На рис 4 показаны связи между парами отведений, в которых произошли изменения уровня когерентности ЭЭГ после игры у здоровых испытуемых Эти связи наблюдались в тета-, альфа- и бета-диапазонах, при этом большее их число было получено в бета-диапазоне

а

ß

Здоровые

а

Р

Игроки

Рис 4 Результаты дискриминантного анализа, выявляющие различия в значениях уровня когерентности ЭЭГ у игроков и здоровых испытуемых до и

после игры

При анализе значений Ког ЭЭГ игроков до и после игры было выявлено больше изменений внутриполушарного уровня Ког альфа-диапазона в левом полушарии, в котором Ког понижалась. Для бета- и тета-диапазона в правом полушарии уровень Ког в основном возрастал, а в левом - снижался

Статистически достоверные изменения межполушарного уровня Ког ЭЭГ у игроков отмечались между многими отведениями Для альфа- и тета-диапазонов межполушарный уровень Ког возрастал, а для бета-диапазона -понижался В большем числе случаев различия наблюдались между парами отведений, одно из которых являлось лобным (альфа-, тета-, дельта-диапазоны), а также затылочным (бета-диапазон) При межполушарной оценке симметричных отведений выявлялось повышение уровня Ког ЭЭГ Перестройка межцентральных отношений, включая и межполушарную асимметрию когерентности ЭЭГ, обусловлены полушарной специфичностью корковых элементов структур (Болдырева Г Н и др, 2001, Жаворонкова JIА и др, 2001)

При проведении дискриминантного анализа значений Ког ЭЭГ игроков до и после игры было установлено, что наибольший вклад в изменение уровня когерентности вносили те пары отведений, одно из которых являлось лобным или височным (рис 4) У игроков после игры изменения в уровне Ког наблюдались в основном в тета- и бета-диапазонах

Рассмотрев влияние игры в каждой из групп, были отмечены следующие особенности При анализе внутриполушарного уровня Ког альфа-диапазона в каждой группе наблюдалось несовпадение отведений, между которыми происходили изменения уровня Ког ЭЭГ у игроков и здоровых испытуемых

Для бета-диапазона было получено совпадение отведений, между которыми происходили изменения значений Ког, но отмечались разнонаправленные изменения уровня когерентности ЭЭГ в правом и левом полушариях Как в альфа-диапазоне так и в бета-диапазоне было получено большее число изменений значений Ког после игры у здоровых испытуемых.

У игроков межполушарный уровень Ког ЭЭГ после игры и возрастал и снижался, тогда, как достоверные изменения Ког у здоровых испытуемых наблюдались в основном в сторону увеличения уровня Ког после игры В обеих группах большинство различий получено в бета-диапазоне У здоровых испытуемых изменений межполушарной Ког в дельта-активности после игры не выявлено

В симметричных отведениях достоверное увеличение значений Ког у игроков наблюдались между лобными Fp2-Fpl и височными Т6-Т5 отведениями

В дискриминантную функцию значений уровня когерентности ЭЭГ у игроков входило меньшее число параметров по сравнению со здоровыми испытуемыми Наибольший вклад в разделение на группы после игры вносили связи в тех парах отведений, одно из которых являлось лобным Это наблюдение характерно как для игроков, так и для здоровых испытуемых

Объяснить различия влияния игры на ЭЭГ игроков и здоровых испытуемых можно лишь исходя из предположения, что игровая ситуация

вызвала в головном мозге испытуемых, страдающих ПГ, новые устойчивые связи, что привело к нарушению привычных функциональных взаимоотношений.

Выявление методом трехмерной локализации особенностей биоэлектрической активности у игроков

Визуальный анализ ЭЭГ показал, что у большинства испытуемых, страдающих патологическим гемблингом, регистрировался дезорганизованный тип ЭЭГ с плохой выраженностью альфа-активности без четкой последовательности альфа-, бета-, тета- и дельта-диапазонов и дезорганизованный тип ЭЭГ с преобладанием альфа-активности, что может свидетельствовать о функциональных нарушениях (Жирмунская Е.А., 1991) мозга. У других наблюдался организованный или недостаточно организованный тип ЭЭГ с преобладанием а-ритма. В небольшую группу можно было выделить испытуемых с гиперсинхронным типом ЭЭГ, при котором альфа-ритмическая активность регистрировалась во всех отведениях, как правого, так и левого полушарий, а также имели место высокая регулярность частоты колебаний биопотенциалов и отсутствие межзональных различий (рис. 5).

'^ЛЛТУАЛДЛ^АУ

[.Ал/^Д/ЧДАА^ЛЛ/

РЗ-А1 |

...Г'*.! I Л-^дД'и^.-'^-.Дл

Г-

йШ] М Л

Рис. 5. Синхронизация по а-ритму с феноменом неустойчивости коркового ритма у игрока (игрок А.П., 40 лет) Обозначения: 02-А2, 01-А1,...,Р7-А1 - отведения электроэнцефалограммы, А1-А2 - отведения референтных электродов, ЭКГ - отведение электрокардиограммы, ЭОГ - отведения электроокулограммы

Визуальный анализ ЭЭГ игроков показал, что у испытуемых присутствуют признаки дисфункции стволовых структур, а также передних отделов ствола мозга*. У некоторых испытуемых проявлялись признаки амплитудной асимметрии, характеризующиеся легкой степенью выраженности.

Также при визуальном анализе были обнаружены признаки нарушения межполушарной асимметрии мозга: амплитуда колебаний биопотенциалов в правом и левом полушариях была различна (в правом составляла -, в левом -). Это может быть свидетельством как непосредственного поражения одного из полушарий, так и результатом нарушений межцентральных взаимоотношений. При этом избирательное поражение различных уровней срединных образований сопровождается преимущественной дисфункцией (или) правого, или левого полушарий - все эти варианты отражаются в разных вариантах нарушений внутри- и межполушарной когерентности ЭЭГ (Белов Д.Р. и др., 2004).

Точность

х ¡44м*™" рад........

Y рЬм „ ........... Энергия

Z [u^j (Г137541

Правая сторона

Рис. 6. Трехмерная локализация источника с эпилептической активностью на ЭЭГ испытуемого У .Н.

* визуальный анализ проводился врачом-эпилептологом Ростовского областного психдиспансера Коваленко B.C.

Метод трехмерной локализации позволил идентифицировать очаг патологической активности у больных эпилепсией в подкорковых, в частности в стволовых структурах (рис. 6). У игроков же не представляется возможным дифференцировка очага нарушенной активности. В то же время паттерн распределения диполей был диффузным и распределенным по коре. Кроме того, методом трехмерной локализации выявлены диполи в подкорковых структурах мозга (рис. 7).

Рис. 7. Трехмерная локализация источника биоэлектрической активности на ЭЭГ игрока З.С.

Р8-А2 ¡^ I 17-А1

: И/у'^^ЩгЫ^ [ И/у рЬ^фмф*

Р4-А2 РЗ-А1 ГрШ рр1А1

Т&А2 [?цуч ; Т5 -А1 [Ц^ : Т4-А2 ¡Н^ ; ТЗ-А1 |Ц/у

П ЁО

Таким образом, выявленные методом трехмерной дипольной локализации источника, особенности биоэлектрической активности головного мозга у пациентов, страдающих патологическим гемблингом, проявившиеся нарушением межцентральных отношений при рассогласовании функциональных взаимоотношений корково-подкорковых структур, приводят к возникновению диффузных изменений.

Поэтому можно предположить, что методом трехмерной локализации источника биоэлектрической активности мозга представляется возможным проводить поиск патологической активности у лиц с игровой зависимостью.

выводы

1 У людей с игровой зависимостью (патологический гемблинг), по сравнению со здоровыми испытуемыми, отмечалось увеличение нормированной спектральной плотности мощности в бета- и тета-диапазонах и снижением в альфа-диапазоне (11 и 12 Гц)

2 Когерентный анализ выявил достоверное увеличение тесноты внутри-и межполушарных связей ЭЭГ у людей с патологической зависимостью от игры, особенно в бета- и тета-диапазонах

3 У людей с игровой зависимостью игровая ситуация вызывала увеличение нормированной спектральной плотности мощности в бета-диапазоне в обоих полушариях, понижение внутриполушарного уровня когерентности в левом полушарии и повышение в правом, а также увеличение межполушарных значений уровня когерентности ЭЭГ в альфа- и тета-диапазонах и снижение в бета-диапазоне У здоровых испытуемых игровая ситуация вызывала увеличение нормированной спектральной плотности мощности в альфа- и бета-диапазонах правого полушария, понижение внутриполушарного и повышение межполушарного уровня когерентности ЭЭГ

4 Комплексный анализ биоэлектрической активности мозга, включающий когерентный и дискриминантный анализ, выявил, что у лиц с игровой зависимостью и здоровых испытуемых наибольший вклад в изменение когерентности после игры вносили те пары отведений, одно из которых являлось лобным или височным

5 Визуальный анализ ЭЭГ людей с игровой зависимостью выявил патологические проявления, связанные с плохой выраженностью альфа-активности и появлением синхронизации по альфа-ритму, нарушениями зональных различий, а также проявлением признаков межполушарной асимметрии (амплитудные различия в правом и левом полушариях)

6 Метод трехмерной локализации биоэлектрической активности мозга выявил у людей с игровой зависимостью диффузное распределение источников патологической активности ЭЭГ по коре головного мозга, а также локализацию диполей в подкорковых структурах мозга

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Для оценки биоэлектрической активности головного мозга при ПГ рекомендуется при обработке данных электроэнцефалографических исследований использовать метод трехмерной локализации источника для повышения диагностической информативности

2 Основные положения диссертационной работы рекомендуются к внедрению в медицинские учреждения, занимающиеся комплексной диагностикой и лечением пациентов с патологической игровой зависимостью

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи

1 Бухановский А О, Солдаткин В А, Коваленко В С, Безрукова С Н (Чиликнна С Н) Концепция Г Н Крыжановского - ключ к пониманию патогенеза патологического гемблинга // Материалы второй научно-практической конференции психиатров и наркологов ЮФО с международным и всероссийским участием - Ростов-на-Дону -2006 - С 94-100

2 Бухановский А О, Солдаткин В А , Коваленко В С , Безрукова С Н (Чиликина С Н) Подход к пониманию патогенеза патологического гемблинга // Материалы международной конференции "Игровая зависимость мифы и реальность" Социальная психиатрия Выпуск №3 - Москва -2006 - С 23-30

3 Омельченко В П, Солдаткин В А, Чиликина С Н Анализ когерентности ЭЭГ в норме и при патологическом влечении к азартной игре // Вестник новых медицинских технологий -TXIV-№3 -2007 - С 135-137

Тезисы

4 Омельченко В П , Безрукова С Н (Чиликина С Н ), Алексеева Н А Трехмерная локализация источников биоэлектрической активности мозга при патологических состояниях // Материалы 14-й международной конференции "Проблемы нейрокибернетики" - Ростов-на-Дону -2005 - С 169

5 Омельченко В П , Чиликина С Н , Солдаткин В А ЭЭГ пациентов с зависимостью к азартным играм // Материалы научно-практической конференции ЮФО "Актуальные проблемы клинической, социальной и биологической психиатрии и наркологии" - Ростов-на-Дону - 2006 - С 216217

6 Чиликина С Н , Омельченко В П, Солдаткин В А Когерентный анализ ЭЭГ у лиц с патологической зависимостью к азартным играм // Сборник трудов XX международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» - Ярославль - Том 9 -2007 - С 51-52

7 Омельченко В П , Чиликина С Н , Солдаткин В А , Алексеева Н А Анализ биоэлектрической активности головного мозга при патологическом гемблинге // Материалы международного форума «Информационные технологии и общество - 2007) - Москва -2007 - С 88-89

8 Омельченко В П, Чиликина С Н Анализ ЭЭГ при патологическом гемблинге и эпилепсии // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Количественная ЭЭГ и нейротерапия» - Санкт-Петербург -2007 - С 71

9 Омельченко В П , Чиликина С Н , Солдаткин В А Биоэлектрическая активность головного мозга при игровой зависимости // Тезис доклада VI международного симпозиума «Электроника в медицине Мониторинг, диагностика, терапия» Вестник аритмологии Приложение А - Санкт-Петербург -2008 - С 162

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ДПФ - дискретное преобразование Фурье Ког - когерентность

МКБ-10 - международная классификация болезней 10-го пересмотра

МПА - межполушарная асимметрия

НСПМ - нормированная спектральная плотность мощности

ОЗЭЭГ - обратная задача электроэнцефалографии

ПГ - патологический гемблинг

ФМА - функциональная межполушарная асимметрия

ФС - функциональное состояние

ЦНС - центральная нервная система

ЭЭГ — электроэнцефалограмма

Печать цифровая Бумага офсетная Гарнитура «Тайме» Формат 60x84/16 Объем 0,8 уч-изд-л Заказ № 754 Тираж 100 экз Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г Ростов-на-Дону, ул Суворова, 19, тел 247-34-88