Биоэлектрическая активность головного мозга у взрослого населения, проживающего в г. Таразе

Исследована биоэлектрическая активность головного мозга у населения г. Тараза. Полученные дан­ные выявили, что у взрослого населения при регистрации электроэнцефалограммы преобладает -дельта, -альфа и высокочастотный бета-ритм, что свидетельствует о неустойчивости механизмов адаптации и усилении неспецифической активации коры. Отмечено, что это может способствовать истощению адаптационных механизмов и развитию в статусе психоэмоционального рассогласования. 

Деятельность целого ряда отраслей промышленности сопровождается большим количеством разнообразных и сложных по составу выбросов в атмосферу, вызывая экологическое загрязнение воздушного бассейна районов, прилегающих к промышленным предприятиям. Выбросы отходов ка­ждой отрасли различаются не только по количеству, но и по качеству. Наиболее опасны выбросы, содержащие токсичные вещества. К источником таких загрязнений относятся и производства фос­форсодержащих продуктов и минеральных удобрений [1].

Вопросы охраны окружающей среды в условиях современного производства фосфора и его раз­личных соединений имеют первостепенное значение, так как выбрасываемые в атмосферу вредные вещества под давлением ветра разносятся на огромные расстояния, оказывая пагубное влияние на литосферу, гидросферу, флору и фауну региона [2].

Системные физиологические реакции и изменение структуры системных ответов имеют выра­женные индивидуальные различия. У одних лиц приспособительные реакции вообще не развиваются по ряду причин гено- и фенотипического характера, у других они осуществляются за счет использо­вания запасов функциональных резервов и повышения энергетических затрат (с последующим вос­производством израсходованных энергетических субстратов в промежутках между воздействия­ми) [3].

Функции мозга отражают состояние внутренней среды организма и внешней среды, которая на­ходится, наряду с другими факторами, под влиянием фосфора и его различных соединений. Судя по немногочисленным литературным данным, центральная нервная система относится к одной из наи­более чувствительных к действию окружающей среды на организм. Следствием реакции центральной нервной системы является изменение двигательной активности [4-6] и других форм нервной дея­тельности, выражающееся в изменении процессов формирования, закрепления и сохранения услов­ных рефлексов [7-9].

Целью настоящей работы было исследование изменений в картине ЭЭГ у взрослого населения, проживающего в г. Таразе.

Материалы и методы исследования

Биоэлектрическую активность коры головного мозга регистрировали у 486 человек в возрасте от 18 до 50 лет, проживающих на территории г. Тараза не менее 10 лет. Испытуемых разделили по полу: мужчины — 231 человек, средний возраст 33,9±0,59 и женщины — 247 человек, средний возраст 38,3±0,76 лет.

Электроэнцефалограмму регистрировали на 16-канальном компьютерном электроэнцефалографе фирмы «Нейрон-Спектр 2» Нейрософт (Иваново). Применяли 8 монополярных отведений по между­народной схеме 10-20 симметрично в переднелобных (Fp1, Fp2), центральных (C3, C4), средневисоч-ных (T₃, T₄), затылочных (O₁, O₂). В качестве референтного использовали объединенные электроды на мочках ушей (A₁, A₂) и заземляющий электрод (З).

Критерии включения в основную группу и группу сравнения были следующими: взрослые, про­живающие не менее 10 лет в г. Таразе, и взрослые, проживающие в чистой зоне (курортной) (кон­трольная группа).

Критерии исключения — острые или хронические неврологические или соматические заболева­ния: наличие в анамнезе эпилептических болезней, черепно-мозговых травм.

ЭЭГ регистрировали непрерывно, в фоновом состоянии, в состояниях покоя — с закрытыми гла­зами и бодрствования — с открытыми глазами. Для каждого отведения вычисляли среднюю ампли­туду, амплитуду спектра, среднюю спектральную мощность, среднюю частоту. Анализировали зна­чения в стандартных физиологических диапазонах частот: А (дельта) 1-4 Гц; Ө (тета) 4,25-8 Гц; а (альфа) 8-13 Гц; P (бета) 13-30 Гц.

Производили анализ эпох, не содержащих артефакты. Статистическую обработку осуществляли с помощью многомерных статистических методов пакета «Statistica» версии 5.5. В качестве довери­тельного интервала принята была вероятность P₁ = 0,95 и P₂ = 0,99 (соответственно уровень значимо­сти а = 0,05 и а = 0,01).

Результаты исследования и их обсуждение

В наших исследованиях в записях фоновой активности у мужчин преобладал дельта-ритм. Он был лучше выражен в правом полушарии во всех отведениях. При анализе пробы «глаза открытые» и «глаза закрытые» доминировал в лобных отведениях слева в пределах 44,4±1,31 и 42,5±2,06 мкВ. Средняя амплитуда тета-ритма превышала в лобных и теменных отведениях слева и справа во всех функциональных пробах (табл. 1).

Результаты ЭЭГ свидетельствовали, что при анализе фоновой активности и в состоянии покоя у мужчин в обоих полушариях отмечалась значительная активность альфа-ритма. Увеличение активно­сти альфа-ритма в теменных отведениях соответствовало 18,5 мкВ слева и 19,5 мкВ справа. При от­крытых глазах наиболее чувствительными отделами были лобные отведении (рис. 1).

Амплитуда низкочастотного бета-ритма при регистрации фоновой записи в состоянии покоя выявила незначительные повышения в центральных и теменных отведениях слева и справа. Амплитудавысокочастотного бета-ритма имела рост во всех отведениях при состоянии покоя. Но данные нахо­дились в физиологической норме.

В таблице 2 представлен сравнительный анализ между регионами, который выявил, что у муж­чин, проживающихся в загрязненном регионе, дельта-ритм доминировал во всех отведениях и имел достоверные различия.

Амплитуда тета-ритма в сравнительном анализе с контрольной группой имела достоверные раз­личия при анализе фоновой активности и в состоянии покоя. Отмечается усиление тета-ритма в пе-реднелобных отведениях слева и справа, а также в центральных, затылочных и теменных отведениях справа (p < 0,01). По амплитуде альфа-ритма достоверные различия были выявлены в основной груп­пе при фоновой активности в лобных слева (p < 0,05), в центральных справа (p < 0,01), в затылочных и теменных отведениях слева (p < 0,01). При состоянии бодрствования альфа-ритм превышал у муж­чин в центральных отведениях справа (p < 0,01) и теменных отведениях слева (p < 0,05). В правом полушарии при состоянии покоя альфа-ритм доминировал (p < 0,01) во всех отведениях по сравне­нию с контрольной группой.

В структуре ЭЭГ у мужчин в сравнительном анализе выявлены достоверные различия амплиту­ды низкочастотного бета-ритма при фоновой активности и закрытых глазах в лобных, центральных и затылочных отведениях (p < 0,01), а при открытых глазах доминировал в лобных, центральных и те­менных отведениях (p < 0,05). Высокочастотный бета-ритм доминировал при регистрации фона и в состоянии бодрствования в лобных, затылочных и теменных отведениях справа (p < 0,01).

Сравнительный анализ между группами выявил, что в I возрастной группе у мужчин идет акти­вация дельта-ритма во всех отведениях и на всех этапах регистрации в правом полушарии. В других возрастных группах идет активация дельта-ритма в лобных отведениях слева и справа. При фоновой активности у мужчин II и III возрастных групп по сравнению с I группой отмечается увеличение тета-ритма в лобных отведениях на 11,8 и 26 % слева. В состоянии бодрствования также выявлено доми­нирование тета-ритма в лобных отведениях слева в этих же возрастных группах на 10,6 и 24 %.

В структуре ЭЭГ при фоновой активности в III возрастной группе нами зарегистрировано уве­личение альфа-ритма по сравнению с I возрастной группой в лобных отведениях слева — 12,9±0,67 мкВ и 14±0,69 мкВ соответственно. Сравнительный анализ выявил, что во II и III возрас­тных группах по сравнению с I группой при состоянии бодрствования альфа-ритм превышает на 13,2 и 17,7 %. Амплитуда низкочастотного бета-ритма имела превышение в III и IV возрастных группах по сравнению с I группой в центральных отведениях слева на 13,3 и 4,2 %.

У женщин г. Тараза выявлено, что во всех функциональных пробах доминирует дельта-ритм в лобных и теменных отведениях слева и справа в среднем на 12,7 %. Амплитуда тета-ритма была лучше выражена в правом и левом полушарии в лобных отведениях от 14,39 мкВ до 22,98 мкВ. У женщин активация альфа-ритма была выявлена при фоновой записи и состоянии покоя в централь­ных и теменных отведениях на 7,3 % (табл. 3).

В амплитуде высокочастотного бета-ритма при регистрации фоновой записи и состоянии бодр­ствования отмечено незначительное его повышение в лобных, затылочных и теменных отведениях слева и справа.

Сравнительный анализ между регионами выявил, что у женщин, проживающих в г. Таразе дель­та-ритм доминировал в лобных, центральных и затылочных отведениях справа (p < 0,01). Амплитуда альфа-ритма в лобных отведениях слева превышала интервал от 11,44 мкВ до 13,3 мкВ (p < 0,01), а во время фоновой записи в затылочных отведениях снижалась — от 18,3 мкВ до 13,5 мкВ (p < 0,01). В правом полушарии при состоянии покоя альфа-ритм доминировал в теменных отведениях справа (p < 0,001) по сравнению с контрольной группой. Амплитуда высокочастотного бета-ритма домини­ровала при регистрации фона и состоянии бодрствования в центральных, затылочных и теменных отведениях справа и слева (p < 0,01).

Амплитуда тета-ритма в сравнительном анализе с контрольной группой имела достоверные раз­личия при анализе фоновой активности и в состоянии бодрствования. Во время фоновой записи дос­товерно увеличивалась в лобных и теменных слева (p < 0,01) и в центральных отведениях справа (p < 0,001), при «открытых глазах» — в центральных и теменных отведениях справа (p < 0,001) (рис. 2).

У женщин сравнительный анализ между группами выявил, что по сравнению с I возрастной группой отмечена активация дельта-ритма во II группе в затылочных отведениях при фоновой акти­вации и лобных — при бодрствовании слева и справа. В III и IV возрастных группах выявлено доми­нирование дельта-ритма в центральных и затылочных отведениях слева и справа во всех функцио­нальных пробах. При фоновой активности у женщин в III и IV возрастных группах доминировал тета-ритм в лобных и затылочных отведениях от 7,8 мкВ до 11,5 мкВ. В состоянии бодрствования и покоя также отмечено доминирование тета-ритма в лобных и центральных отведениях слева и справа.

В структуре ЭЭГ при фоновой активности во II возрастной группе нами зарегистрировано уве­личение альфа-ритма в центральных и теменных отведениях слева и справа. Сравнительный анализ выявил, что в III и IV возрастных группах при состоянии бодрствования альфа-ритм превышает в центральных отведениях на 17,9 и 30 %. Амплитуда низкочастотного бета-ритма имела превышение в III и IV возрастных группах, по сравнению с I группой, в лобных отведениях слева от 6,68 мкВ до 18 мкВ.

Таким образом, в исследуемой группе, в сравнении с I возрастной группой, выявлено преобла­дание дельта-ритма во всех возрастных группах в лобных и затылочных отведениях, тета и бета-ритм имели превышение в III и IV возрастных группах в состоянии покоя.

В целом биоэлектрическая активность головного мозга у взрослого населения г. Тараза отражала различную чувствительность в половом аспекте. У мужчин выявлено при регистрации электроэнце­фалограммы преобладание дельта-, альфа- и высокочастотного бета-ритмов. Подобные состояния свидетельствуют о неустойчивости механизмов адаптации и об усилении неспецифической актива­ции коры, что может способствовать истощению адаптационных механизмов и развитию в статусе психоэмоционального рассогласования. У женщин в основной зоне наблюдались высокие значения амплитуды волн дельта-, тета- и бета-ритмов в лобных, центральных и теменных отведениях, что свидетельствует о повышенном уровне нервно-эмоционального возбуждения, сопровождающемся отрицательными эмоциями и свидетельствующем о его участии в регуляции эмоционально-вегетативной сферы.

Список литературы

1. Жетибаев Б.К. Об интегральной оценке степени опасности загрязнения окружающей среды биогеохимической про­винции фосфорного генеза на территории Жамбылской области // Здоровье и болезнь. — 2006. — № 4(53). — С. 35-38.
2. Жетибаев Б.К. Особенности формирования среды обитания на территории Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции // Здоровье и болезнь. — 2006. — № 4(53). — С. 42-16.
3. Ежов С.Н., Кривощеков С.Г. Особенности психомоторных реакций и межполушарных отношений мозга на этапах временной адаптации // Физиология человека. — 2004. — Т. 30. — С. 53-57.
4. Афтанас Л.И., Голошейкин С.А. Динамика корковой активности в условиях измененного состояния сознания: иссле­дование медитации с помощью высокого разрешения // Физиология человека. — 2003. — Т. 29. — № 2. — С. 18-27.
5. Данько С.Г. Об отражении различных аспектов активации мозга в ЭЭГ: Количественная ЭЭГ состояний покоя с от­крытыми глазами и закрытыми глазами // Физиология человека. — 2006. — Т. 32. — № 4. — С. 5-17.
6. Селицкий Г.В., Карлов В.А., Сорокина Н.Д. Механизмы восприятия мозгом человека магнитного поля // Физиология человека. — 1996. — Т. 22. — № 4. — С. 66-72.
7. Kayser J., Bruder J.E. et al. Event-related potentials (ERPs) to hemifield presentations of emotional stimuli: differences be­tween depressed patients and healthy adults in P3 amplitude and asymmetry // Int. Psychophysiol. — 2000. — 36. — P. 211-236.
8. Цапарин Д.М., Цицерошин М.Н., Шеповальников А.Н. Реорганизация межполушарного взаимодействия при речемыс-лительной деятельности, направленной на синтез слов и предложений // Физиология человека. — 2007. — Т. 33. — № 1. —С. 15-26.
9. Бехтерева Н.П., Данько С.Г., Старченко М.Г. Исследование мозговой организации творчества // Физиология человека. — 2001. — Т. 27. — № 4. — С. 6-10.