Современные электрофизиологические методы исследований функций Цнс. Стереоатаксическая техника.

Электроэнцефалография — это метод исследования электрической активности головного мозга. Метод основан на принципе регистрации электрических потенциалов, появляющихся в нервных клетках в процессе их деятельности. Электрическая активность головного мозга мала, она выражается в миллионных долях вольта. Изучение биопотенциалов мозга производится поэтому при помощи специальных, высокочувствительных измерительных приборов или усилителей, называемых электроэнцефалографами (рис.). С этой целью на поверхность черепа человека накладываются металлические пластинки (электроды), которые соединяют проводами со входом электроэнцефалографа. На выходе аппарата получается графическое изображение на бумаге колебаний разности биопотенциалов головного мозга, называемое электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Вызванный потенциал — электрическая реакция мозга на внешний раздражитель или на выполнение умственной (когнитивной) задачи. Наиболее широко используемыми раздражителями являются визуaльные для регистрации зрительных ВП, звуковые для регистрации аудиторных ВП и электрические для регистрации соматосенсорных ВП. Запись ВП производится при помощи электроэнцефалографических электродов, расположенных на поверхности головы. Метод вызванных потенциалов (ВП) применяется для исследования функции сенсорных систем мозга (соматосенсорной, зрительной, аудиторной) и систем мозга ответственных за когнитивные процессы. В основе метода лежит регистрация биоэлектрических реакций мозга в ответ на внешнее раздражение (в случае сенсорных ВП) и при выполнении когнитивной задачи (в случае когнитивных ВП). В зависимости от времени появления (латентности) вызванного ответа после предъявления стимула ВП принято разделять на коротко-латентные (до 50 миллисекунд), средне-латентные (50-100 мс) и длинно-латентные (свыше 100 мс). Особой разновидностью ВП являются моторные вызванные потенциалы, которые регистрируются с мышц конечностей в ответ на транскраниальное электрическое или магнитное раздражение моторной зоны коры (Транскраниальная магнитная стимуляция). Моторные ВП позволяют производить оценку функции кортико-спинальных (моторных) систем мозга. Микроэлектродная техника в физиологии, применяется для измерения электрических, концентрационных и окислительных потенциалов различных клеток и их частей, а также для местного, строго ограниченного воздействия на них током и различными веществами. Микроэлектроды введены в 1946 американскими учёными Р. Джерардом и Дж. Лингом и стали применяться для отведения электрических потенциалов сначала от одиночного мышечного волокна, а затем и от отдельной клетки. В лабораторных исследованиях используются металлические микроэлектроды с диаметром кончика порядка 1 мкм, заполненные раствором электролита стеклянные микропипетки с диаметром кончика меньше 1 мкм и некоторые другие типы микроэлектродов. Для подведения их к объекту применяют Микроманипуляторы. Околоклеточное отведение позволяет регистрировать токи действия, внутриклеточное отведение, кроме того — уровень мембранного потенциала и постсинаптические потенциалы (см. Биоэлектрические потенциалы). Регистрация биопотенциалов с помощью микроэлектродов требует специальной усилительной техники. М. т. позволила исследовать электрические явления в нервных клетках, благодаря чему были сделаны фундаментальные открытия: раскрыты механизмы синаптической передачи и генерации токов действия, а также получены сведения о временном и пространственном распределении нервных импульсов, кодирующем передачу информации в нервной системе. Стереотаксическая техника применяется для точного введения электродов, микропипеток, миниатюрных термопар или других микроинструментов в глубоколежащие структуры мозга. Она значительно расширила возможности нейрофизиологических исследований. Стереотаксическая методика основана на детальных анатомических исследованиях расположения различных структур головного мозга относительно определенных участков черепа. Локализацию мозговых структур выражают в специальной трехкоордннатной системе, пользуясь которой определяют пространственное положение отдельных нервных центров. Название методики происходит от греческих слов стереос (объемный) и таксис (расположение). Впервые она была предложена анатомом Д. М. Зерновым еще в 1889 г., а затем была детально разработана нейрохирургом В. Хорслеем и инженером Р. Кларком и после них С. Ренсоном. При использовании стереотаксической методики голову животного жестко фиксируют в специальном головодержателе так, чтобы горизонтальная плоскость, проходящая через центры наружных слуховых проходов и нижние точки краев глазных орбит, была параллельна оси стереотаксического прибора. Эту плоскость называют основной горизонтальной плоскостью, служащей для отсчета стереотаксических координат. Чаще, исходя из практических соображений, пользуются при расчетах так называемой нулевой горизонтальной плоскостью, расположенной на 10 мм выше основной (рис. 224). Нулевая фронтальная плоскость проходит по линии, соединяющей центры наружных слуховых проходов строго перпендикулярно горизонтальной плоскости. Нулевая сагиттальная плоскость проходит по среднесагиттальной линии черепа перпендикулярно к горизонтальной и фронтальной плоскостям. Координаты структур мозга различных животных определены в специальных стереотаксичсскнх атласах. Согласно этим координатам, с помощью манипулятора, в котором закреплен электрод или другой микроинструмент, его вводят, пользуясь микрометрическими винтами, в искомую точку мозга. Применяется эта техника и при оперативных вмешательствах в нейрохирургической клинике, когда необходимо ввести электроды для разрушения патологического очага в определенном участке головного мозга больного.