RU2319441C2 - Method for determining state of nerve tissue function and metabolism - Google Patents

Method for determining state of nerve tissue function and metabolism Download PDF

Info

Publication number
RU2319441C2
RU2319441C2 RU2006115550/14A RU2006115550A RU2319441C2 RU 2319441 C2 RU2319441 C2 RU 2319441C2 RU 2006115550/14 A RU2006115550/14 A RU 2006115550/14A RU 2006115550 A RU2006115550 A RU 2006115550A RU 2319441 C2 RU2319441 C2 RU 2319441C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
eeg
metabolic
scp
depolarization
functional
Prior art date
Application number
RU2006115550/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006115550A (en
Inventor
Сергей Эдуардович Мурик (RU)
Сергей Эдуардович Мурик
Original Assignee
Сергей Эдуардович Мурик
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Эдуардович Мурик filed Critical Сергей Эдуардович Мурик
Priority to RU2006115550/14A priority Critical patent/RU2319441C2/en
Publication of RU2006115550A publication Critical patent/RU2006115550A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319441C2 publication Critical patent/RU2319441C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: method involves recording electroencephalogram EEG and constant potential level CPL and comparing them with respect to measurement parameters variability and functional and metabolic condition is determined during the same time interval. CPL becoming shifted in negative direction and EEG power increasing, in accompanying neuron activity depolarization, bad functional and metabolic nerve cells condition is determined. CPL becoming shifted in negative direction and EEG power falling, in accompanying neuron activity depolarization, worse functional and metabolic condition is determined. CPL becoming shifted in positive direction and EEG power increasing in accompanying repolarizing neuron activity after depolarization inhibition or hyperpolarizing activity, good functional and metabolic nerve tissue condition is determined. CPL becoming shifted in positive direction and EEG power falling in accompanying repolarizing neuron activity after depolarization activation or hyperpolarizing inhibition, very good functional and metabolic nerve tissue condition is determined.
EFFECT: qualitatively new approach to determining nerve tissue condition.
3 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к неврологии, психопатологии, нейрохирургии, нейрофизиологии и экспериментальной нейробиологии, а также психофизиологии и предназначено для определения функционального и метаболического состояния нервной ткани в норме и при патологии.The present invention relates to medicine, namely to neurology, psychopathology, neurosurgery, neurophysiology and experimental neurobiology, as well as psychophysiology and is intended to determine the functional and metabolic state of the nervous tissue in normal and pathological conditions.

Известен способ определения функционального и метаболического состояния нервной ткани путем проведения позитронно-эмиссионной томографии мозга /Buchsbaum MS, Gillin JC, Wu J, Hazlett E, Sicotte N, Dupont RM, Bunney WE Jr. Regional cerebral glucose metabolic rate in human sleep assessed by positron emission tomography // Life Sci 1989; 45(15): 1349-56/.A known method for determining the functional and metabolic state of nervous tissue by performing positron emission tomography of the brain / Buchsbaum MS, Gillin JC, Wu J, Hazlett E, Sicotte N, Dupont RM, Bunney WE Jr. Regional cerebral glucose metabolic rate in human sleep assessed by positron emission tomography // Life Sci 1989; 45 (15): 1349-56 /.

Недостатком этого способа является сложность реализации, высокие экономические затраты и использование дорогостоящего оборудования для проведения исследования, необходимость предварительной подготовки пациентов к исследованию. Недостатками способа являются также невозможность проведения динамического контроля над состоянием мозга во время медицинских манипуляций в клинике, сложность и неудобство для реализации в экспериментальных исследованиях на мелких лабораторных животных.The disadvantage of this method is the difficulty of implementation, high economic costs and the use of expensive equipment for the study, the need for preliminary preparation of patients for the study. The disadvantages of the method are the impossibility of dynamic monitoring of the state of the brain during medical manipulations in the clinic, the complexity and inconvenience for implementation in experimental studies on small laboratory animals.

Известен способ регистрации суммарной медленной электрической активности мозга с поверхности головы (ЭЭГ) /Биопотенциалы мозга человека. Математический анализ. // Под ред. Русинова B.C., М.: Медицина, 1987, 254 с./. Известно, что активационные процессы в нервной системе сопровождается депрессией альфа-активности. Развитие патологических состояний в связи с нарушением метаболизма, как при ишемии мозга, связано с появлением медленноволновой активности тета- и дельта-диапазонов. Угнетение функционального состояния при углублении гипоксии и ишемии приводит к депрессии ЭЭ.A known method of recording the total slow electrical activity of the brain from the surface of the head (EEG) / Human brain biopotentials. Mathematical analysis. // Ed. Rusinova B.C., M .: Medicine, 1987, 254 p. /. It is known that activation processes in the nervous system are accompanied by depression of alpha activity. The development of pathological conditions in connection with metabolic disturbances, as in brain ischemia, is associated with the appearance of slow-wave activity of the theta and delta ranges. Inhibition of the functional state with deepening hypoxia and ischemia leads to depression of EE.

Несмотря на наличие у данного способа ряда положительных свойств, он не позволяет тонко дифференцировать многие физиологические и патологические ФС.Despite the fact that this method has a number of positive properties, it does not allow subtly differentiating many physiological and pathological FS.

Ближайшим аналогом является способ определения функционального и метаболического состояния нервной ткани /Патент РФ №2245673, А61В 5/04, А61В 5/0476, 2005 г./, включающий регистрацию электроэнцефалограммы (ЭЭГ), одновременно с ЭЭГ регистрируют уровень постоянного потенциала (УПП) и при негативизации УПП и увеличении мощности ЭЭГ определяют деполяризационную активность нейронов и усиление метаболизма; при негативизации УПП и уменьшении мощности ЭЭГ - деполяризационное торможение нейронов и угнетение метаболизма; при позитивации УПП и увеличении мощности ЭЭГ - реполяризационную или гиперполяризационную активизацию нейронов и усиление метаболизма; при позитивации УПП и уменьшении мощности ЭЭГ - гиперполяризационное торможение нейронов и снижение метаболизма нервной ткани.The closest analogue is a method for determining the functional and metabolic state of nerve tissue / RF Patent No. 2245673, A61B 5/04, A61B 5/0476, 2005 /, including registration of an electroencephalogram (EEG), simultaneously with the EEG, the level of constant potential (SCP) is recorded and with negative SCP and an increase in EEG power, the depolarization activity of neurons and increased metabolism are determined; with negative SCP and a decrease in EEG power, depolarization inhibition of neurons and inhibition of metabolism; with positivization of SCP and increase in EEG power, repolarization or hyperpolarization activation of neurons and increased metabolism; with positivities of SCP and a decrease in EEG power, hyperpolarization inhibition of neurons and a decrease in the metabolism of nerve tissue.

Однако известный способ определяет лишь изменение потребности клеток нервной ткани с количественной точки зрения, не характеризуя функциональное и метаболическое состояние клеток с качественной стороны. Так в данном способе усиление метаболизма наблюдают как при негативизации УПП и увеличении мощности ритмов ЭЭГ, так и при позитивизации УПП и увеличении мощности ритмов ЭЭГ. В одинаковом ли функциональном состоянии (ФС) при этом находится нервная ткань не ясно. Понятие ФС требует качественной характеристики текущей деятельности /Медведев В.И. Функциональные состояния оператора // Эргономика: Принципы и рекомендации. М., 1970. Вып.1. С.127-160; Доскин В.А., Лаврентьева Н.А., Мирошников М.П., Шарай В.Б. Тест дифференциальной самооценки функционального состояния. // Вопросы психологии, 1973, №6, с.141-145; Медведев В.И., Леонова А.Б. Функциональные состояния человека. В кн.: Физиология трудовой деятельности. Санкт-Петербург: Наука, 1993, с.25-61/. Характеризуя метаболическое и ФС нервных клеток с этих позиций, необходимо описать в хорошем состоянии они находятся или плохом. В известном способе это не определяется.However, the known method determines only the change in the needs of cells of the nervous tissue from a quantitative point of view, without characterizing the functional and metabolic state of the cells from a qualitative point of view. So in this method, an increase in metabolism is observed both with the negation of SCP and an increase in the power of EEG rhythms, and with the positivization of SCP and an increase in the power of EEG rhythms. Whether the nervous tissue is in the same functional state (FS) is not clear. The concept of FS requires a qualitative description of current activities / Medvedev V.I. Functional states of the operator // Ergonomics: Principles and recommendations. M., 1970. Issue 1. S.127-160; Doskin V.A., Lavrentieva N.A., Miroshnikov M.P., Sharay V.B. Functional differential self-assessment test. // Questions of psychology, 1973, No. 6, p.141-145; Medvedev V.I., Leonova A.B. Functional conditions of a person. In: The Physiology of Labor. St. Petersburg: Nauka, 1993, p. 25-61 /. Characterizing the metabolic and FS of nerve cells from these positions, it is necessary to describe whether they are in good condition or poor. In the known method, this is not determined.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего характеризовать текущее метаболическое и ФС нервной ткани с качественной точки зрения, за счет регистрации и дифференцирования характера изменений УПП и ЭЭГ.The objective of the invention is to create a method that allows you to characterize the current metabolic and FS of the nervous tissue from a qualitative point of view, by recording and differentiating the nature of changes in SCP and EEG.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе определения функционального и метаболического состояния нервной ткани, включающем одновременную регистрацию электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и уровня постоянного потенциала (УПП), поляризационные и активационные процессы, наблюдаемые по характеру изменений УПП и ЭЭГ сопоставляют с состоянием лабильности и резистентности нервных клеток и их биохимических систем и дают качественную характеристику метаболического и ФС нервной ткани.The problem is achieved in that in the known method for determining the functional and metabolic state of nerve tissue, including the simultaneous registration of an electroencephalogram (EEG) and constant potential level (SCP), polarization and activation processes observed by the nature of changes in SCP and EEG are compared with the state of lability and resistance nerve cells and their biochemical systems and give a qualitative characteristic of metabolic and FS of nervous tissue.

Позитивизацию УПП и уменьшение мощности ритмов ЭЭГ рассматривают либо как формирование гиперполяризационного торможения нейронов и развитие превосходного метаболического и ФС нервной ткани, либо как реполяризацию мембраны после периода деполяризационного возбуждения и улучшение метаболического и ФС нервной ткани.Positivization of SCP and a decrease in the power of EEG rhythms are considered either as the formation of hyperpolarizing inhibition of neurons and the development of excellent metabolic and PS of nervous tissue, or as repolarization of the membrane after a period of depolarization excitation and improvement of metabolic and PS of nervous tissue.

Позитивизацию УПП и увеличение мощности ритмов ЭЭГ рассматривают либо как постгиперполяризационную активации нейронов и развитие у них хорошего метаболического и ФС, либо как развитие реполяризационной активации нейронов и улучшение у них метаболического и ФС после деполяризационного торможения (парабиоза).The positivization of SCP and the increase in the power of EEG rhythms are considered either as post-hyperpolarization activation of neurons and the development of good metabolic and FS in them, or as the development of repolarization activation of neurons and improvement of their metabolic and FS after depolarization inhibition (parabiosis).

Негативизацию УПП и увеличение мощности ритмов ЭЭГ рассматривают как развитие деполяризационной активации нейронов и плохого метаболического и ФС нервной ткани.Negatiation of SCP and increase in the power of EEG rhythms are considered as the development of depolarization activation of neurons and poor metabolic and FS of nervous tissue.

Еще большую негативизацию УПП и уменьшение мощности ритмов ЭЭГ рассматривают как развитие деполяризационного торможения и очень плохого метаболического и ФС нервной ткани.An even greater negativity of SCP and a decrease in the power of EEG rhythms are considered as the development of depolarization inhibition and very poor metabolic and FS of the nervous tissue.

Сопоставление поляризационных и активационных процессов, наблюдаемых по характеру изменений УПП и ЭЭГ с состоянием лабильности и резистентности нервных клеток и их биохимических систем позволяет дать качественную характеристику метаболического и ФС нервной ткани.A comparison of the polarization and activation processes observed by the nature of changes in SCP and EEG with the state of lability and resistance of nerve cells and their biochemical systems allows us to give a qualitative characteristic of metabolic and FS of nervous tissue.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

У объекта исследования неполяризующимися (хлорсеребряными) электродами с помощью усилителя постоянного тока проводят одновременную регистрацию уровня постоянного потенциала и суммарной медленной электрической активности (ЭЭГ) в исследуемой нервной ткани.Using a direct current amplifier, a non-polarizing (silver chloride) electrodes are simultaneously used to record the level of constant potential and total slow electrical activity (EEG) in the studied nerve tissue.

При позитивных сдвигах УПП и угнетении мощности ЭЭГ, сопровождающих возрастание потенциала покоя клеток (ре- или гиперполяризацию) и торможение нейрональной активности, определяют либо улучшение метаболического и ФС нервной ткани в случае возвращения мембранного потенциала к уровню потенциала покоя после деполяризационной экзальтации возбудимости, либо развитие превосходного метаболического и ФС в случае гиперполяризационного торможения клеток.With positive changes in SCP and inhibition of EEG power, accompanying an increase in the resting potential of cells (re- or hyperpolarization) and inhibition of neuronal activity, either an improvement in the metabolic and FS of the nervous tissue in the case of a return of the membrane potential to the level of the resting potential after depolarization excitation of excitability, or the development of excellent metabolic and FS in the case of hyperpolarizing inhibition of cells.

При позитивных сдвигах УПП и увеличении мощности ЭЭГ, сопровождающих возрастание потенциала покоя клеток (ре- или гиперполяризацию) и активацию нейрональной активности, определяют улучшение метаболического и ФС в связи с выходом клеток из парабиоза, либо хорошего метаболического и ФС в случае гиперполяризационной экзальтации возбудимости.With positive changes in SCP and an increase in EEG power, accompanying an increase in the resting potential of cells (re- or hyperpolarization) and activation of neuronal activity, the improvement of metabolic and FS in connection with the release of cells from parabiosis, or good metabolic and FS in the case of hyperpolarization excitability, is determined.

При негативных сдвигах УПП и увеличении мощности ЭЭГ, сопровождающих снижение потенциала покоя (деполяризацию) и активацию нервных клеток, определяют развитие плохого метаболического и ФС клеток нервной ткани.With negative changes in SCP and an increase in EEG power, accompanying a decrease in resting potential (depolarization) and activation of nerve cells, the development of poor metabolic and PS cells of the nervous tissue is determined.

При негативных сдвигах УПП и угнетении мощности ЭЭГ, сопровождающих сильное снижение потенциала покоя (сильную деполяризацию) клеток и торможение нейрональной активности (по типу парабиоза), определяют развитие очень плохого метаболического и ФС клеток мозга.With negative changes in SCP and inhibition of EEG power, accompanying a strong decrease in the resting potential (strong depolarization) of cells and inhibition of neuronal activity (by the type of parabiosis), the development of very poor metabolic and PS cells of the brain is determined.

ПримерExample

Давно известно, что наркозные препараты барбитуратового ряда при действии на нервные клетки вызывают их гиперполяризацию /Sato P., Austin G., Yai H. Increase in permeability of the postsynaptic membrane to potassium produced by "nembutal" // Nature, 1967, 215, р.1506-1509/ и торможение нейрональной активности. Вместе с тем, показано, что эти вещества обладают нейропротекторным действием /Самушия О.Ш. Ультраструктурные проявления эффекта лечения ишемического поражения головного мозга оксибутиратом натрия // Вопросы современной неврологии. Сборник научных трудов. Тбилиси, 1985, с.184-190/. Гиперполяризационное торможение и нейропротекторное действие оказывают также аденозин и его аналоги /Кулинский В.И., Усов Л.А., Суфианова Г.З., Суфианов А.А. Защитный эффект интерцеребровентрикулярного введения А-Агонистов при полной ишемии головного мозга // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1994, №6, с.622-624/. Исследование функциональной подвижности (лабильности) элементов нервной ткани /Сологуб М.И. Функциональные характеристики клеток при их гиперполяризации и деполяризации // Физиологические механизмы основных нервных процессов. Труды Ленингр. об-ва естествоисп. Л., 1985, т.75, вып.5, с.31-40/ показало, что возрастание потенциала покоя (ПП) клеток (гиперполяризация) сопровождается увеличением их функциональной подвижности, т.е. лабильности. Наконец, имеются данные о том, что гиперполяризированные нейроны обладают в целом более высокой резистентностью к неблагоприятным факторам /Насонов Д.Н. Местная реакция протоплазмы и распространяющееся возбуждение. Л., 1959.; Голиков Н.В. Проблема местного и распространяющегося возбуждения в современной нейрофизиологии // Механизмы местной реакции и распространяющегося возбуждения. Л.: Наука, 1970, с.5-12/. Положительное биологическое действие гиперполяризации может быть связано с мобилизацией в этот период энергетических, а соответственно и гомеостатических механизмов клетки /Горбань Е.И. Взаимосвязь мембранного потенциала адренокортикоцитов и функциональной активности надпочечников у взрослых и старых/.It has long been known that anesthetics of the barbiturate series when acting on nerve cells cause their hyperpolarization / Sato P., Austin G., Yai H. Increase in permeability of the postsynaptic membrane to potassium produced by "nembutal" // Nature, 1967, 215, p. 1506-1509 / and inhibition of neuronal activity. At the same time, it is shown that these substances have a neuroprotective effect / Samushiya O.Sh. Ultrastructural manifestations of the treatment effect of ischemic brain damage with sodium oxybutyrate // Questions of modern neurology. Collection of scientific papers. Tbilisi, 1985, p. 184-190 /. Adenosine and its analogues also exert hyperpolarizing inhibition and neuroprotective effect / Kulinsky V.I., Usov L.A., Sufianova G.Z., Sufianov A.A. The protective effect of intercerebroventricular administration of A-Agonists with complete cerebral ischemia // Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 1994, No. 6, p.622-624 /. The study of functional mobility (lability) of the elements of the nervous tissue / Sologub M.I. Functional characteristics of cells during their hyperpolarization and depolarization // Physiological mechanisms of the main nervous processes. Proceedings of the Leningrad. about-va naturalist. L., 1985, v. 75, issue 5, pp. 31-40 / showed that an increase in the resting potential (PP) of cells (hyperpolarization) is accompanied by an increase in their functional mobility, i.e. lability. Finally, there is evidence that hyperpolarized neurons generally have higher resistance to adverse factors / Nasonov D.N. Local protoplasm reaction and pervasive arousal. L., 1959 .; Golikov N.V. The problem of local and pervasive excitation in modern neurophysiology // Mechanisms of local reaction and pervasive excitation. L .: Nauka, 1970, p. 5-12 /. The positive biological effect of hyperpolarization can be associated with the mobilization during this period of energy, and, accordingly, homeostatic mechanisms of the cell / Gorban E.I. The relationship of the membrane potential of adrenocorticocytes and functional activity of the adrenal glands in adults and old.

При деполяризации ПП клеток их лабильность снижается /Сологуб М.И. Функциональные характеристики клеток при их гиперполяризации и деполяризации // Физиологические механизмы основных нервных процессов. Труды Ленингр. о-ва естествоисп. Л., 1985, т.75, вып.5, с.31-40., Голиков Н.В. Физиологическая лабильность и ее изменения при основных нервных процессах. Л., 1950, 240 с./. Одновременно с этим при устойчивой деполяризации клеток в них развивается целый ряд патогенетических процессов: вход ионов Са2+, активация перекисного окисления липидов / Дупин А.М., Барсков И.В., Викторов И.В., Ерин А.Н. Уровень перикисного окисления липидов в очаге компрессионной ишемии коры головного мохга крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1994, №12, с.589-590. Голубев А.Г. Окись азота (NO) в центральной нервной системе // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1994, №2, с.201/, нарушение энергетического обмена /Гаевская М.С. Углеводный обмен головного мозга и его связь с функциональным состоянием центральной нервной системы при угасании и восстановлении жизненных функций организма // Биохимия; Шапот B.C., Громова К.Г. Энергетический обмен головного мозга и проблема нервной системы, Киев: Изд-во АН Укр ССР, 1954, с.151-161; Мак-Ильвейн Г. Биохимия и центральная нервная система. М.: Изд-во иностр. лит-ра, 1962/, приводящих в конечном итоге к гибели клеток / Исаев Н.К., Зоров Д.Б., Лыжин А.А. и др. Глутамат вызывает понижение мембранного потенциала митохондрий в культивированных клетках-зернах мозжечка // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1994, №2, с.208; Глушков С.И., и др. Острые отравления. М.: Медицина, 1989, 432 с.; Пузырев В.П., Голубенке Н.В., Фрейдин М.Б. Сфера компетенции митохондриальной генетики // Вестник РАМН, 2001, №10, с.31-37; Kristian Т., Siesjo B.K. Calcium in ischemic cell death // Stroke, 1998, v.29, 3, p.705-718, Mattson M.P., Culmsee C., Yu Z.F. Apoptotic and antiapoptotuc mechanisms in stroke // Cell Tissue Res., 2000, v.301, 1, p.173-187/.With depolarization of PP cells, their lability decreases / Sologub M.I. Functional characteristics of cells during their hyperpolarization and depolarization // Physiological mechanisms of the main nervous processes. Proceedings of the Leningrad. natural islands L., 1985, v. 75, issue 5, pp. 31-40., Golikov N.V. Physiological lability and its changes in the main nervous processes. L., 1950, 240 pp. /. At the same time, with stable depolarization of cells, a whole series of pathogenetic processes develop in them: Ca 2+ ion input, activation of lipid peroxidation / Dupin AM, Barskov IV, Viktorov IV, Erin AN The level of lipid peroxidation in the focus of compression ischemia of the rat cerebral mohag cortex // Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 1994, No. 12, pp. 589-590. Golubev A.G. Nitric oxide (NO) in the central nervous system // Bulletin of experimental biology and medicine, 1994, No. 2, p.201 /, violation of energy metabolism / Gayevskaya M.S. Carbohydrate metabolism of the brain and its relationship with the functional state of the central nervous system during the extinction and restoration of vital functions of the body // Biochemistry; Shapot BC, Gromova K.G. Energy metabolism of the brain and the problem of the nervous system, Kiev: Publishing House of the Academy of Sciences of Ukraine Ukr SSR, 1954, p.151-161; Mac-Ilvein G. Biochemistry and central nervous system. M .: Publishing house of foreign countries. literature, 1962 /, leading ultimately to cell death / Isaev N.K., Zorov DB, Lyzhin A.A. and other Glutamate causes a decrease in the membrane potential of mitochondria in cultured cereal cereal cells // Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 1994, No. 2, p.208; Glushkov S.I., et al. Acute poisoning. M .: Medicine, 1989, 432 p .; Puzyrev V.P., Golubenke N.V., Freidin M.B. The competence of mitochondrial genetics // Vestnik RAMS, 2001, No. 10, p.31-37; Kristian T., Siesjo BK Calcium in ischemic cell death // Stroke, 1998, v.29, 3, p.705-718, Mattson MP, Culmsee C., Yu ZF Apoptotic and antiapoptotuc mechanisms in stroke // Cell Tissue Res. , 2000, v. 301, 1, p. 173-187 /.

Таким образом, в настоящее время, есть все основания говорить о том, что возрастание ПП (гиперполяризация) сопровождается развитием хорошего метаболического и ФС, тогда как снижение ПП (устойчивая (стационарная) деполяризация) сопровождается развитием плохого метаболического и ФС нервных клеток.Thus, at present, there is every reason to say that an increase in PP (hyperpolarization) is accompanied by the development of good metabolic and FS, while a decrease in PP (stable (stationary) depolarization) is accompanied by the development of poor metabolic and PS of nerve cells.

Для оценки функционального и метаболического состояния нервной ткани по-нашему способу было проведено исследование УПП и ЭЭГ при интрацеребровентрикулярном введении циклопентиладенозина (ЦПА). На фиг.1 показано изменение УПП и ЭЭГ у крыс (n=10) после интрацеребровентрикулярного введения ЦПА в неокортексе. Видно, что инъекция ЦПА вызывала позитивное отклонение УПП с первичной активацией мощности большинства (дельта-1, дельта-2 и бета) ритмов ЭЭГ, которая затем (через 5-10 минут) сменилась их депрессией (см. Таблица).In order to evaluate the functional and metabolic state of the nervous tissue, in our method, an investigation of SCP and EEG was carried out with intracerebroventricular administration of cyclopentyladenosine (CPA). Figure 1 shows the change in SCP and EEG in rats (n = 10) after intracerebroventricular administration of CPA in the neocortex. It is seen that the injection of CPA caused a positive deviation of AMR with primary activation of the power of most (delta-1, delta-2 and beta) EEG rhythms, which then (after 5-10 minutes) gave way to their depression (see table).

Таблица.Table. Мощность ритмов ЭЭГ (мкВ) разных диапазонов до и после введения ЦПАEEG rhythm power (μV) of different ranges before and after CPA injection Дельта-1Delta 1 Дельта-2Delta 2 ТетаTheta АльфаAlpha БетаBeta До введения ЦПАBefore CPA 174,7±14,6174.7 ± 14.6 113,4±9,07113.4 ± 9.07 77,6±9,1577.6 ± 9.15 35,7±4,335.7 ± 4.3 7,34±0,847.34 ± 0.84 Через 4 мин после введения4 min after administration 343,4±29,4 ***343.4 ± 29.4 *** 137,5±12,2 *137.5 ± 12.2 * 60,97±5,66*60.97 ± 5.66 * 30,55±2,530.55 ± 2.5 12,00±1,11***12.00 ± 1.11 *** Через 16 мин после введения16 min after administration 178,7±21,9178.7 ± 21.9 75,6±8,63***75.6 ± 8.63 *** 45,1±5,8 ***45.1 ± 5.8 *** 19,92±2,3 ***19.92 ± 2.3 *** 4,61±0,49***4.61 ± 0.49 ***

Звездочками обозначены значения амплитуды ритмов, достоверно отличающиеся от периода, предшествовавшего введению препарата: *-р<.05, **-р<.01, ***-р<.001.Asterisks indicate rhythm amplitude values that are significantly different from the period preceding drug administration: * -p <.05, ** - p <.01, *** - p <.001.

В среднем позитивное отклонение УПП через 4 минуты после введения ЦПА равнялось 6890±2418 мкВ.On average, the positive deviation of the SCP after 4 minutes after the introduction of the CPA was 6890 ± 2418 μV.

Спустя 40 минут после инъекции ЦПА, мощность ритмов ЭЭГ снизилась на 34,56±1,96% (р<0,001). Уменьшение мощности ЭЭГ на фоне ЦПА было примерно одинаковым для всех ритмов и колебалось в пределах от 32,77±5,37% (для альфа-) до 37,19±2,64% (для бета-ритма).40 minutes after CPA injection, the power of EEG rhythms decreased by 34.56 ± 1.96% (p <0.001). The decrease in EEG power against the background of CPA was approximately the same for all rhythms and ranged from 32.77 ± 5.37% (for alpha) to 37.19 ± 2.64% (for beta rhythm).

Таким образом, введение ЦПА с течением времени вызывало на фоне позитивного отклонения УПП разнонаправленные изменения мощности ритмов ЭЭГ. Сразу после введения препарата мощность ритмов увеличивалась, а затем, спустя 5-10 минут, происходило ее угнетение.Thus, the introduction of CPA over time caused multidirectional changes in the power of EEG rhythms against the background of a positive deviation from AMR. Immediately after administration of the drug, the rhythm power increased, and then, after 5-10 minutes, its inhibition occurred.

По литературным данным /Kostopoulos G.К., Phillis J.W. Purinergic depression of neurons in different areas of the rat brain // Exp. Neurol. 1977. Vol.55. P.719-724, Shefner S.A. Chiui R.H. Adenosine inhibits locus coereleus neurons: an intracellular study in a rat brain slices preparation //Brain Res. 1986. VoL 366, №1-2. P.364-368/, аденозин и его аналоги (к которым относится и ЦПА) угнетают импульсную активность нейронов и вызывают гиперполяризацию мембраны. Позитивизация УПП, полученная в нашем эксперименте, также свидетельствует о гиперполяризации нейронов. Тот факт, что гиперполяризующие воздействия повышают устойчивость нервных клеток к действию неблагоприятных факторов /Самушия О.Ш. Ультраструктурные проявления эффекта лечения ишемического поражения головного мозга оксибутиратом натрия // Вопросы современной неврологии. Сборник научных трудов. Тбилиси, 1985, с.184-190; Кулинский В.И., Усов Л.А., Суфианова Г.З., Суфианов А.А. Защитный эффект интерцеребровентрикулярного введения А-Агонистов при полной ишемии головного мозга // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1994, №6, с.622-624; Насонов Д.Н. Местная реакция протоплазмы и распространяющееся возбуждение. Л., 1959 г./, а также увеличивают их лабильность, позволяет говорить, что при действии аденозина в нервной ткани развилось хорошее метаболическое и ФС. Однако гиперполяризация могла сочетаться как с увеличением мощности ритмов, так и ее угнетением. Первичная активация ЭЭГ в дельта- и бета-диапазонах (фиг.1) при позитивном сдвиге УПП отражает, по всей видимости, развитие хорошего функционального состояния, подобного анодной экзальтации с некоторым увеличением метаболической потребности на фоне сохранения ионного гомеостаза, которое постепенно сменяется на полное гиперполяризационное торможение и развитие еще лучшего (превосходного) метаболического и ФС. Развившееся после введения ЦПА угнетение мощности ритмов было устойчивым и имело место на протяжении 60 минут наблюдения.According to the literature / Kostopoulos G.K., Phillis J.W. Purinergic depression of neurons in different areas of the rat brain // Exp. Neurol. 1977. Vol. 55. P.719-724, Shefner S.A. Chiui R.H. Adenosine inhibits locus coereleus neurons: an intracellular study in a rat brain slices preparation // Brain Res. 1986. VoL 366, No. 1-2. P.364-368 /, adenosine and its analogues (which includes CPA) inhibit the impulse activity of neurons and cause membrane hyperpolarization. The positivization of SCP, obtained in our experiment, also indicates the hyperpolarization of neurons. The fact that hyperpolarizing effects increase the resistance of nerve cells to the action of adverse factors / Samushiya O.Sh. Ultrastructural manifestations of the treatment effect of ischemic brain damage with sodium oxybutyrate // Questions of modern neurology. Collection of scientific papers. Tbilisi, 1985, p. 184-190; Kulinsky V.I., Usov L.A., Sufianova G.Z., Sufianov A.A. The protective effect of intercerebroventricular administration of A-Agonists with complete cerebral ischemia // Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 1994, No. 6, p.622-624; Nasonov D.N. Local protoplasm reaction and pervasive arousal. L., 1959 /, as well as increasing their lability, allows us to say that under the action of adenosine a good metabolic and FS developed in the nervous tissue. However, hyperpolarization could be combined both with an increase in the power of rhythms and its inhibition. The primary activation of the EEG in the delta and beta ranges (Fig. 1) with a positive shift in SCP indicates, most likely, the development of a good functional state similar to anodic exaltation with some increase in metabolic demand against the background of maintaining ionic homeostasis, which gradually changes to complete hyperpolarization inhibition and development of an even better (superior) metabolic and FS. The inhibition of rhythm power that developed after the introduction of CPA was stable and took place over 60 minutes of observation.

На фиг.2 показано изменение регистрируемых биопотенциалов при внутрибрюшинном введении крысам (n=22) этаминал-натрия (нембутала). Видно, что вначале после инъекции препарата наблюдалось негативное отклонение УПП (р<0,001) и увеличение мощности ЭЭГ (р<0,001). Негативизация потенциала составила в среднем 638,8±124,1 мкВ, а увеличение мощности ритмов 28,0±2,3%. Спустя 1-2 минуты, появилось позитивное смещение постоянного потенциала при сохранении повышенной мощности ритмов (фиг.2, А), животное при этом находилось в дремотном состоянии. Потеря болевой чувствительности и засыпание животного происходили на фоне дальнейшей позитивизации УПП при одновременном снижении амплитуды ритмов ЭЭГ, угнетение которых достигало максимума при углублении сна. Среднее значение позитивного сдвига потенциала при этаминаловом сне составило 1043±283 мкВ. Характер изменения диапазонов ЭЭГ-ритмов при наркотизации друг от друга существенно не отличался.Figure 2 shows the change in recorded biopotentials with intraperitoneal administration to rats (n = 22) of ethaminal sodium (nembutal). It can be seen that initially, after the injection of the drug, a negative deviation of SCP (p <0.001) and an increase in EEG power (p <0.001) were observed. Potential negativization averaged 638.8 ± 124.1 μV, and the increase in rhythm power was 28.0 ± 2.3%. After 1-2 minutes, a positive shift in constant potential appeared while maintaining increased rhythm power (Fig. 2, A), while the animal was in a drowsy state. The loss of pain sensitivity and falling asleep of the animal occurred against the background of further positivization of SCP, while reducing the amplitude of the EEG rhythms, the inhibition of which reached a maximum with deepening sleep. The average value of the positive potential shift in etaminal sleep was 1043 ± 283 μV. The nature of the change in the ranges of EEG rhythms during anesthesia did not differ significantly from each other.

В целом результаты последнего исследования показали, что сложная картина взаимоотношений УПП и ритмов ЭЭГ, выявленная на модели интрацеребровентикулярного введении ЦПА, наблюдается и после внутрибрюшинной инъекции нембутала. Предсонное (дремотное) состояние сочеталось позитивным отклонением УПП и относительно высокой мощностью ритмов ЭЭГ, тогда как засыпание - еще большей позитивизацией УПП, сочетающейся, однако, со снижением мощности ритмов ЭЭГ. Полученные данные указывают на формирование под действием нембутала гиперполяризационных процессов в ткани головного мозга. Характер изменения регистрируемых показателей говорит о том, что нембутал, так же, как и ЦПА, вызывает развитие в целом хорошего метаболического и ФС нервной ткани мозга. Содружественные сдвиги УПП и ЭЭГ позволяют также видеть динамику данного состояния и развитие превосходного метаболического и ФС при переходе от дремоты ко сну.In general, the results of the latest study showed that a complex picture of the relationship between SCP and EEG rhythms, revealed on the model of intracerebroventricular administration of CPA, is also observed after intraperitoneal injection of nembutal. The pre-sleep state (drowsiness) was combined with a positive deviation of the SCP and a relatively high power of the EEG rhythms, while falling asleep was accompanied by an even greater positivity of the SCP, which, however, combined with a decrease in the power of the EEG rhythms. The data obtained indicate the formation of hyperpolarization processes in the brain tissue under the influence of Nembutal. The nature of the changes in the recorded indicators suggests that Nembutal, like CPA, causes the development of a generally good metabolic and FS of the nervous tissue of the brain. Common shifts of AMR and EEG also allow you to see the dynamics of this state and the development of excellent metabolic and FS during the transition from nap to sleep.

Данное исследование позволило выявить также период, когда наблюдался негативный сдвиг УПП сочетающийся с большой мощностью ритмов ЭЭГ. Данные изменения биопотенциалов наблюдались сразу после внутрибрюшинной инъекции нембутала. Очевидно, что процедура введения наркоза (фиксация животного в руках, прокалывание кожных покровов инъекционной иглой и введение препарата) сильно мотивировала животных, и первые 1-2 минуты крысы были сильно возбуждены. В данном состоянии наблюдалась негативизация УПП и увеличение мощности ритмов ЭЭГ. Характер изменения, указанных биопотенциалов говорит, о том, что в нервной ткани коры больших полушарий головного мозга в это время развиваются деполяризационные процессы, сочетающиеся с высокой нейрональной активностью, т.е. состояние типа катодической экзальтации. В подобном состоянии в нервной ткани регистрируется снижение содержания макроэргов, а в целом метаболическое состояние нервных клеток при этом подобно тому, которое развивается при гипоксии. Кроме этого, устойчивая деполяризация ПП клеток активирует целый каскад внутриклеточных патогенетических процессов /Исаев Н.К., Зоров Д.Б., Лыжин А.А. и др. Глутамат вызывает понижение мембранного потенциала митохондрий в культивированных клетках-зернах мозжечка // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1994, №2, с.208, Дупин А.М., Барсков И.В., Викторов И.В., Ерин А.Н. Уровень перикисного окисления липидов в очаге компрессионной ишемии коры головного мозга крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1994, №12, с.589-590, Пузырев В.П., Голубенко Н.В., Фрейдин М.Б. Сфера компетенции митохондриальной генетики // Вестник РАМН, 2001, №10, с.31-37.; Kristian Т., Siesjo B.K. Calcium in ischemic cell death // Stroke, 1998, v.29, 3, p.705-718; Mattson M.P., Culmsee C., Yu Z.F. Apoptotic and antiapoptotuc mechanisms in stroke // Cell Tissue Res., 2000, v.301, 1, p.173-187 и др./. Факт снижения у деполяризованных нейронов лабильности /Сологуб М.И. Функциональные характеристики клеток при их гиперполяризации и деполяризации // Физиологические механизмы основных нервных процессов. Труды Ленингр. об-ва естествоисп. Л., 1985, т.75, вып.5, с.31-40/ также говорит о том, что устойчивая деполяризация мембранного потенциала отражает развитие относительно плохого метаболического и ФС нервных клеток.This study also revealed the period when a negative shift in SCP was observed, combined with a high power of EEG rhythms. These changes in biopotentials were observed immediately after intraperitoneal injection of nembutal. It is obvious that the procedure of administering anesthesia (fixing the animal in the hands, piercing the skin with an injection needle and administering the drug) strongly motivated the animals, and the rats were very excited for the first 1-2 minutes. In this state, there was a negative SCP and an increase in the power of EEG rhythms. The nature of the changes in these biopotentials suggests that depolarization processes, combined with high neuronal activity, develop in the nervous tissue of the cerebral cortex at this time. state type of cathodic exaltation. In a similar state, a decrease in the content of macroergs is recorded in the nervous tissue, and in general, the metabolic state of the nerve cells is similar to that which develops during hypoxia. In addition, the stable depolarization of PP cells activates a whole cascade of intracellular pathogenetic processes / Isaev N.K., Zorov DB, Lyzhin A.A. Glutamate causes a decrease in the membrane potential of mitochondria in cultured cereal cereal grains // Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 1994, No. 2, p.208, Dupin AM, Barskov IV, Viktorov IV, Erin A.N. The level of lipid peroxidation in the focus of compression ischemia of the cerebral cortex of rats // Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 1994, No. 12, p. 589-590, Puzyrev VP, Golubenko NV, Freidin MB The scope of competence of mitochondrial genetics // Vestnik RAMS, 2001, No. 10, p.31-37 .; Kristian T., Siesjo B.K. Calcium in ischemic cell death // Stroke, 1998, v.29, 3, p.705-718; Mattson M.P., Culmsee C., Yu Z.F. Apoptotic and antiapoptotuc mechanisms in stroke // Cell Tissue Res., 2000, v. 301, 1, p. 173-187 et al. /. The fact of decrease in depolarized neurons of lability / Sologub M.I. Functional characteristics of cells during their hyperpolarization and depolarization // Physiological mechanisms of the main nervous processes. Proceedings of the Leningrad. about-va naturalist. L., 1985, v.75, issue 5, pp.31-40 / also suggests that the stable depolarization of the membrane potential reflects the development of relatively poor metabolic and PS nerve cells.

На фиг.3 и 3а показаны содружественные изменения УПП и ЭЭГ при моделировании у крыс ишемии мозга разной тяжести. Моделирование ишемии проводилось двумя способами на одних и тех же крысах последовательно в течение одного эксперимента. Предварительно за 2-3 дня до опыта беспородным белым крысам массой 150-200 г обоего пола (n=12) под нембуталовым наркозом под кости черепа над лобной корой правого и левого полушарий вживлялись хлорсеребряные электроды. Индифферентный серебряный хлорированный электрод размещался в костях над лобными пазухами. Выводы электродов крепились к черепу быстрозатвердевающей пластмассой.Figure 3 and 3A shows friendly changes in SCP and EEG when modeling brain ischemia of different severity in rats. Ischemia modeling was carried out in two ways on the same rats sequentially during one experiment. Previously, 2-3 days before the experiment, outbred white rats weighing 150-200 g of both sexes (n = 12) under nembutal anesthesia under the bones of the skull above the frontal cortex of the right and left hemispheres, silver chloride electrodes were implanted. An indifferent silver chlorinated electrode was placed in the bones above the frontal sinuses. Electrode leads were attached to the skull with quick-hardening plastic.

Первая модель ишемии ("Ишемия-1") заключалась в перевязывании обеих общих сонных артерий. Длительность изолированного действия этой модели ишемии составляла 20 минут, после чего проводилось дополнительное введение крысам окклюдера в среднюю мозговую артерию (СМА) левого полушария ("Ишемия-2") /Суфианова Г.З., Усов Л.А., Суфианов А.А., Шапкин А.Г., Раевская Л.Ю., Голубев С.С., Мурик С.Э. Малоинва-зивная модель фокальной ишемии головного мозга у крыс// Экспериментальная и клиническая фармакология. 2001, т.64, №4, с.63-67/. Сочетанное моделирование двух видов циркуляторной ишемии осуществлялось в течение 60 минут, после чего окклюдер извлекался и проводилась регистрация УПП и ЭЭГ еще на протяжении 16 минут.The first model of ischemia ("Ischemia-1") consisted in bandaging both common carotid arteries. The duration of the isolated action of this model of ischemia was 20 minutes, after which an additional administration of the occluder to the middle cerebral artery (CMA) of the left hemisphere (Ischemia-2) was carried out / Sufianova GZ, Usov LA, Sufianov A.A ., Shapkin A.G., Raevskaya L.Yu., Golubev S.S., Murik S.E. A minimally invasive model of focal cerebral ischemia in rats // Experimental and Clinical Pharmacology. 2001, t. 64, No. 4, p. 63-67 /. Combined modeling of two types of circulatory ischemia was carried out for 60 minutes, after which the occluder was removed and SCP and EEG were recorded for another 16 minutes.

На фиг.3 и 3а показано изменение мощности ЭЭГ и УПП во время моделирования ишемии двумя способами. Видно, что перевязывание общих сонных артерий ("Ишемия 1") привело к увеличению мощности ЭЭГ в лобной и теменной коре правого и левого полушарий. Увеличение мощности спектра ритмов во всех отведениях в целом у всей выборки крыс равнялось 14,04±1,75% (р<0,001). Наибольшее увеличение амплитуды (20,04±3,2%) наблюдалось в альфа-диапазоне, где она выросла с 23,71±0,86 до 28,46±1,09 мкВ (р<0,001). Для тета-ритма увеличение составляло 16,31±3,15%, и он изменился с 46,52±2,03 до 54,01±2,08 мкВ (р<0,01). Повышение амплитуды дельта-ритма равнялось 10,61±2,79%: с 106,85±3,96 до 118,38±3,74 мкВ (р<0,01). Меньше всего изменился бета-ритм. Его мощность увеличилась только на 9,21±4,33% с 7,31±0,34 до 7,98±0,33 мкВ. Тем не менее, и это увеличение было статистически достоверно (парный t-критерий Стьюдента показал различия при р<0,01). Одновременно с увеличением мощности ритмов ЭЭГ наблюдалось небольшое негативное отклонение УПП, которое к концу периода составило 1222,51±290,1 мкВ (р<0,01).Figure 3 and 3A shows the change in the power of the EEG and SCP during modeling of ischemia in two ways. It can be seen that ligation of the common carotid arteries (Ischemia 1) led to an increase in EEG power in the frontal and parietal cortex of the right and left hemispheres. The increase in the power of the rhythm spectrum in all leads as a whole for the entire sample of rats was 14.04 ± 1.75% (p <0.001). The largest increase in amplitude (20.04 ± 3.2%) was observed in the alpha range, where it increased from 23.71 ± 0.86 to 28.46 ± 1.09 μV (p <0.001). For the theta rhythm, the increase was 16.31 ± 3.15%, and it changed from 46.52 ± 2.03 to 54.01 ± 2.08 μV (p <0.01). The increase in the amplitude of the delta rhythm was 10.61 ± 2.79%: from 106.85 ± 3.96 to 118.38 ± 3.74 μV (p <0.01). The beta rhythm has changed the least. Its power increased only by 9.21 ± 4.33% from 7.31 ± 0.34 to 7.98 ± 0.33 μV. Nevertheless, this increase was statistically significant (paired Student's t-test showed differences at p <0.01). Simultaneously with an increase in the power of EEG rhythms, a slight negative deviation of the SCP was observed, which by the end of the period was 1222.51 ± 290.1 μV (p <0.01).

Характер изменения УПП и ЭЭГ при моделировании "Ишемии-1" свидетельствует о том, что в нервной ткани развиваются деполяризационные процессы, сочетающиеся с нейрональной активацией, т.е. состояние типа католической экзальтации.The nature of changes in SCP and EEG during Ischemia-1 modeling indicates that depolarization processes combined with neuronal activation develop in the nervous tissue, i.e. condition type catholic exaltation.

Дополнительное введение окклюдера в СМА левого полушария на фоне развития общего угнетения ритмов ЭЭГ привело к более значительным изменениям УПП в неокортексе, которые имели при этом как позитивную, так и негативную направленность (Фиг.3, "Ишемия-2"). В левом полушарии как в лобной, так и теменной коре наблюдалось значительное негативное отклонение УПП, которое составило соответственно 20929±8177 и 12880±4175 мкВ. В отдельных случаях в лобной коре негативизация достигала около 40 мВ.The additional introduction of the occluder in the left hemisphere SMA against the background of the development of general inhibition of EEG rhythms led to more significant changes in the SCP in the neocortex, which had both a positive and a negative orientation (Figure 3, "Ischemia-2"). In the left hemisphere, both in the frontal and parietal cortex, a significant negative deviation of the SCP was observed, which amounted to 20929 ± 8177 and 12880 ± 4175 μV, respectively. In some cases, in the frontal cortex, negativeization reached about 40 mV.

Среднее угнетение ритмов ЭЭГ в левом полушарии в целом по выборке составило в лобной коре 25,62±2,41, в теменной - 22,74±1,94%. Больше всего изменения затронули медленные частоты. В правом полушарии угнетение ритмов было достоверно меньше, чем в левом полушарии, и составило для лобной коры 14,28±2,49% и 13,03±2,19 - для теменной. Анализ изменения ЭЭГ в правом полушарии, отдельно по частотам, что угнетение затрагивало только дельта-ритм. В остальных частотных диапазонах введение окклюдера в СМА левого полушария не привело к достоверным изменениям ритмов по сравнению с периодом, предшествовавшим ишемии мозга. Отличия в изменении биопотенциалов в правом полушарии касались также УПП. В теменной коре правого полушария негативное отклонение было почти в 3 раза меньше, чем в левом полушарии и составляло 7705±1373 мкВ. В лобной коре правого полушария отклонение постоянного потенциала носило вообще позитивную направленность и равнялось 6183±2605 мкВ.The average inhibition of EEG rhythms in the left hemisphere as a whole in the sample amounted to 25.62 ± 2.41 in the frontal cortex and 22.74 ± 1.94% in the parietal cortex. Most of all, the changes affected the slow frequencies. In the right hemisphere, the inhibition of rhythms was significantly less than in the left hemisphere, and amounted to 14.28 ± 2.49% for the frontal cortex and 13.03 ± 2.19 for the parietal. Analysis of changes in the EEG in the right hemisphere, separately for frequencies, that inhibition affected only the delta rhythm. In the remaining frequency ranges, the introduction of the occluder into the left hemisphere SMA did not lead to significant changes in rhythms compared with the period preceding brain ischemia. Differences in changes in biopotentials in the right hemisphere also affected SCP. In the parietal cortex of the right hemisphere, the negative deviation was almost 3 times less than in the left hemisphere and amounted to 7705 ± 1373 μV. In the frontal cortex of the right hemisphere, the deviation of the constant potential was generally positive and equaled 6183 ± 2605 μV.

Таким образом, развитие циркуляторной ишемии, по модели 1, сопровождалось относительно небольшим негативным отклонением УПП и увеличением мощности ритмов ЭЭГ во всех отведениях. Использование, в модели 2, окклюзии СМА левого полушария привело к дополнительной значительной негативизации УПП левого полушария и угнетению в нем, на этом фоне, ЭЭГ.Thus, the development of circulatory ischemia, according to model 1, was accompanied by a relatively small negative deviation of SCP and an increase in the power of EEG rhythms in all leads. The use, in model 2, of the left hemisphere SMA occlusion led to additional significant negation of the left hemisphere SCP and inhibition of EEG in this, against this background.

Характер изменения регистрируемых потенциалов в левом полушарии после введения окклюдера в СМА левого полушария указывает на развитие в неокортексе сильных деполяризационных процессов, сочетающихся с угнетением нейрональной активности. Иначе говоря, в нервной ткани левого полушария в это время развивается состояние типа парабиоза или католической депрессии Вериго. Метаболическое и ФС нейронов, сопровождающее данное явление, очевидно еще хуже, чем при "Ишемии-1".The nature of the change in the recorded potentials in the left hemisphere after the introduction of the occluder into the left hemisphere SMA indicates the development of strong depolarization processes in the neocortex, combined with inhibition of neuronal activity. In other words, a condition such as parabiosis or Catholic depression Verigo develops in the nervous tissue of the left hemisphere at this time. The metabolic and FS neurons accompanying this phenomenon are obviously even worse than with Ischemia-1.

Изменения ЭЭГ и УПП, наблюдаемые в правом полушарии во время "Ишемии-2", связаны, по всей видимости, с перераспределением кровотока за счет активации механизмов коллатерального кровообращения. В литературе имеются данные об увеличении кровотока в бассейне симметричных артерий противоположного инсульту полушария. Наблюдаемые нами одновременно с негативизацией потенциала в левом полушарии позитивные сдвиги УПП в лобной коре правого полушария свидетельствуют об увеличении кровотока в этой части мозга и развитии в нем реполяризационных процессов, а снижение мощности ритмов ЭЭГ отражает улучшение метаболического и функционального состояния нервной ткани, ухудшенное в период "Ишемии-1". Иначе говоря, в лобной коре правого полушария после введения окклюдера, по всей видимости, сформировалось состояние близкое к дооперационному. Об этом говорит и гистологический анализ состояния нервной ткани правого полушария /Суфианова Г.З., Усов Л.А., Суфианов А.А., Шапкин А.Г., Раевская Л.Ю., Голубев С.С., Мурик С.Э. Малоинвазивная модель фокальной ишемии головного мозга у крыс // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2001, т.64, №4, с.63-67/. За счет усиления кровоснабжения лобной коры правого полушария, по всей видимости, произошло частичное "обкрадывание" теменной коры этого же полушария. Негативный сдвиг УПП в теменной коре правого полушария вкупе с некоторым уменьшением в нем мощности ритмов указывает на то, что здесь в период "Ишемии-2" в нервной ткани также сформировалось относительно неблагоприятное метаболическое и функциональное состояние.The changes in the EEG and SCP observed in the right hemisphere during Ischemia-2 are most likely associated with the redistribution of blood flow due to the activation of collateral circulation mechanisms. In the literature there is evidence of an increase in blood flow in the pool of symmetrical arteries of the opposite hemisphere stroke. The positive shifts of SCP in the frontal cortex of the right hemisphere, which we observed simultaneously with the negation of potential in the left hemisphere, indicate an increase in blood flow in this part of the brain and the development of repolarization processes in it, and a decrease in the power of EEG rhythms reflects an improvement in the metabolic and functional state of the nervous tissue, worsened during " Ischemia 1 ". In other words, in the frontal cortex of the right hemisphere, after the introduction of the occluder, it seems that a state close to preoperative was formed. This is evidenced by the histological analysis of the state of the nervous tissue of the right hemisphere / Sufianova GZ, Usov L.A., Sufianov A.A., Shapkin A.G., Raevskaya L.Yu., Golubev S.S., Murik S .E. A minimally invasive model of focal cerebral ischemia in rats // Experimental and Clinical Pharmacology. 2001, t. 64, No. 4, p. 63-67 /. Due to increased blood supply to the frontal cortex of the right hemisphere, most likely, there was a partial "robbery" of the parietal cortex of the same hemisphere. A negative shift in the SCP in the parietal cortex of the right hemisphere, together with a slight decrease in the rhythm power in it, indicates that a relatively unfavorable metabolic and functional state also formed here in the period of Ischemia-2.

На фиг.3 и 3а также видно, что после извлечения окклюдера в отведениях регистрировались, как правило, изменения постоянного потенциала, противоположные тем, которые имели место при его введении в СМА. В среднем по всей группе, в левом полушарии в лобной и теменной коре за период в 16 минут потенциал позитивизировал соответственно на 42,7±10% (Р<0,05) и 40,0±22% (Р<0,05). В правом полушарии в лобной коре извлечение окклюдера вызвало снижение постоянного потенциала на 23,8±12,7% (Р<0,05). В теменной коре этого же полушария наблюдалась небольшая позитивизация УПП, равная 17,2±11,2%.Figures 3 and 3a also show that after the occluder was removed in the leads, as a rule, changes in the constant potential were recorded, opposite to those that occurred when it was introduced into the MCA. On average, over the entire group, in the left hemisphere in the frontal and parietal cortex for a period of 16 minutes, the potential positively increased by 42.7 ± 10% (P <0.05) and 40.0 ± 22% (P <0.05), respectively . In the right hemisphere in the frontal cortex, occluder extraction caused a decrease in constant potential by 23.8 ± 12.7% (P <0.05). In the parietal cortex of the same hemisphere, a slight positivization of SCP was observed, equal to 17.2 ± 11.2%.

Анализ происходящих при этом изменений ритма показал, что реперфузия привела к увеличению мощности ЭЭГ по всем каналам и всем частотам в среднем на 11,6±2,03% (р<0,001). Сравнение изменений ЭЭГ в правом и левом полушариях выявило увеличение мощности ритмов преимущественно в теменной коре правого и лобной коре левого полушарий. Наибольшее увеличение средней амплитуды всех ритмов наблюдалось в теменной коре правого полушария и составило 29,08±2,86% (р<0,001), при этом увеличение больше всего затрагивало альфа- и бета-диапазоны (соответственно 31,47±5,14% (р<0,002) и 36,13±9,3% (р<0,004) против 20,25±3,05% (р<0,01) для дельта - и 18,98±2,86% (р<0,01) для тета-ритмов).An analysis of the rhythm changes that occurred in this case showed that reperfusion led to an increase in EEG power in all channels and all frequencies by an average of 11.6 ± 2.03% (p <0.001). Comparison of EEG changes in the right and left hemispheres revealed an increase in rhythm power mainly in the parietal cortex of the right and frontal cortex of the left hemisphere. The largest increase in the average amplitude of all rhythms was observed in the parietal cortex of the right hemisphere and amounted to 29.08 ± 2.86% (p <0.001), while the increase most affected the alpha and beta ranges (respectively, 31.47 ± 5.14% (p <0.002) and 36.13 ± 9.3% (p <0.004) versus 20.25 ± 3.05% (p <0.01) for delta and 18.98 ± 2.86% (p < 0.01) for theta rhythms).

Увеличение мощности ритмов в лобной коре левого полушария равнялось 16,59±2,89% (р<0,001) без явного преобладания в каком-то из диапазонов. В лобной коре правого полушария при этом наблюдалась лишь тенденция увеличения амплитуды в области тета-ритма. В теменной коре левого полушария на фоне увеличения активности в соответствующей области правого полушария не было найдено достоверных изменений ни по одной частоте.The increase in rhythm power in the frontal cortex of the left hemisphere was 16.59 ± 2.89% (p <0.001) without a clear predominance in any of the ranges. In the frontal cortex of the right hemisphere, there was only a tendency to increase the amplitude in the theta rhythm region. In the parietal cortex of the left hemisphere, against the background of increased activity in the corresponding region of the right hemisphere, no significant changes were found in any frequency.

Таким образом, по ЭЭГ данным реперфузионные изменения затрагивали преимущественно теменную кору правого полушария, в которой мощность всех ритмов увеличилась. В левом полушарии некоторое увеличение амплитуды ритмов наблюдалось в лобной коре. Сопоставление ЭЭГ, установившейся в течение 16 мин после реперфузии, с ЭЭГ, наблюдавшейся у этих животных до и во время "Ишемии 1", показало, что правое полушарие по характеристике основных ритмов приблизилось к периоду "Ишемия I", хотя амплитуда и была несколько ниже. В левом же полушарии в целом мощность ритмов, как и во время ишемии, осталась в среднем ниже даже в сравнении с дооперационным периодом на 18,89±2,63% (р<0,001).Thus, according to EEG data, reperfusion changes affected mainly the parietal cortex of the right hemisphere, in which the power of all rhythms increased. In the left hemisphere, a slight increase in the amplitude of the rhythms was observed in the frontal cortex. Comparison of the EEG established within 16 min after reperfusion with the EEG observed in these animals before and during Ischemia 1 showed that the right hemisphere was closer to the Ischemia I period in characterizing the basic rhythms, although the amplitude was slightly lower . In the left hemisphere as a whole, the rhythm power, as well as during ischemia, remained on average lower, even compared with the preoperative period, by 18.89 ± 2.63% (p <0.001).

Таким образом, извлечение окклюдера и реперфузия мозга по СМА в целом вызвало увеличение мощности ритмов ЭЭГ по всем отведениям. В лобной и теменной коре левого полушария и теменной коре правого полушария при этом наблюдалось позитивное отклонение УПП. В лобной коре правого полушария реперфузия СМА левого полушария привела к увеличению мощности ЭЭГ на фоне негативизации УПП. Иначе говоря, восстановление режима кровотока, соответствующего периоду "Ишемии-1" в левом полушарии по электрофизиологическим данным, отражало выход из парабиотического состояния, то есть улучшение метаболического и функционального состояния нервной ткани. Сходные процессы имели место и в теменной коре правого полушария в то время, как в лобной коре извлечение окклюдера, снизив коллатеральное кровоснабжение, по всей видимости, ухудшило его метаболическое состояние, что вновь его активировало (как при моделировании "Ишемии-1").Thus, extraction of the occluder and reperfusion of the brain by MCA as a whole caused an increase in the power of EEG rhythms in all leads. In the frontal and parietal cortex of the left hemisphere and the parietal cortex of the right hemisphere, a positive deviation of SCP was observed. In the frontal cortex of the right hemisphere, reperfusion of the SMA of the left hemisphere led to an increase in EEG power against the background of negative SCP. In other words, the restoration of the blood flow regime corresponding to the period of "Ischemia-1" in the left hemisphere according to electrophysiological data, reflected a way out of the parabiotic state, that is, an improvement in the metabolic and functional state of the nervous tissue. Similar processes took place in the parietal cortex of the right hemisphere, while occluder extraction in the frontal cortex, reducing collateral blood supply, apparently worsened its metabolic state, which activated it again (as in the simulation of Ischemia-1).

Данные реперфузии указывают на то, что активация мозга, наблюдаемая по показателю ЭЭГ, возможна на фоне как негативного, так и позитивного отклонения УПП. Если в первом случае это свидетельствует об ухудшении функционального и метаболического состояния (также как и при "Ишемии-1"), то во втором случае - об его улучшении в связи с выходом из состояния катодической депрессии при усилении кровотока.Reperfusion data indicate that brain activation observed by EEG is possible against a background of both negative and positive abnormalities of SCP. If in the first case this indicates a deterioration of the functional and metabolic state (as well as with "Ischemia-1"), then in the second case it indicates an improvement in connection with the exit from the state of cathodic depression with increased blood flow.

Анализ литературных данных и характера изменений комплекса биоэлектрических показателей (ЭЭГ и УПП), полученных в наших экспериментах с ишемией позволяет сделать заключение о функциональных и метаболических процессах в нервной ткани головного мозга, сопровождающих эти изменения:An analysis of the literature data and the nature of the changes in the complex of bioelectric indicators (EEG and SCP) obtained in our experiments with ischemia allows us to draw a conclusion about the functional and metabolic processes in the nervous tissue of the brain that accompany these changes:

- негативные сдвиги УПП и увеличение мощности ЭЭГ происходят при деполяризации мембраны нейронов, сопровождающейся повышением возбудимости и отражают развитие плохого метаболического и ФС нервной ткани;- negative changes in SCP and an increase in EEG power occur during depolarization of the membrane of neurons, accompanied by an increase in excitability and reflect the development of poor metabolic and FS nervous tissue;

- негативные сдвиги УПП и угнетение мощности ЭЭГ имеют место при еще большей деполяризации нейронов, развитии деполяризационного торможения (по парабиотическому или католическому типу) и отражают развитие еще более плохого метаболического и ФС нервной ткани;- negative shifts in SCP and inhibition of EEG power occur with even greater depolarization of neurons, the development of depolarization inhibition (parabiotic or Catholic type) and reflect the development of even worse metabolic and FS of the nervous tissue;

- обратные изменения УПП и мощности ЭЭГ отражают улучшение функционального и метаболического состояния нервной ткани мозга.- reverse changes in SCP and EEG power reflect an improvement in the functional and metabolic state of the nervous tissue of the brain.

Результаты представленных экспериментов продемонстрировали высокие диагностические возможности предлагаемого способа. Наш способ впервые позволил по данным биоэлектрической активности с качественной точки зрения дифференцировать изменение метаболического и ФС нервной ткани мозга при действии на мозг ЦПА, нембутала и ишемии разной тяжести. Данный способ может быть использован не только для выявления особенности действия лекарственных препаратов и разнообразных условий среды на клетки мозга, но и роли изменений метаболического и ФС нервных клеток в механизме различных психических феноменов, в частности, в мотивационно-эмоциональных реакциях. Предлагаемый способ позволяет регистрировать и дифференцировать переход одного функционального и метаболического состояния в другое, тем самым повышает точность диагностики патологических и нормальных состояний.The results of the presented experiments demonstrated high diagnostic capabilities of the proposed method. According to bioelectric activity data, our method for the first time allowed to differentiate from a qualitative point of view the change in metabolic and FS of the nervous tissue of the brain under the influence of CPA, Nembutal and ischemia of different severity on the brain. This method can be used not only to identify the specific effects of drugs and various environmental conditions on brain cells, but also the role of changes in metabolic and FS of nerve cells in the mechanism of various mental phenomena, in particular, in motivational-emotional reactions. The proposed method allows to register and differentiate the transition of one functional and metabolic state to another, thereby increasing the accuracy of diagnosis of pathological and normal conditions.

Таким образом, предложенный способ дает возможность на основе качественного анализа точно определить текущее функциональное и метаболическое состояние нервной ткани и адекватно дифференцировать физиологические и патологические явления в мозге, а также позволяет проводить разработку новых нейропротекторных препаратов и изучать механизмы патологических и физиологических состояний в эксперименте.Thus, the proposed method makes it possible, on the basis of a qualitative analysis, to accurately determine the current functional and metabolic state of nerve tissue and to adequately differentiate physiological and pathological phenomena in the brain, and also allows the development of new neuroprotective drugs and to study the mechanisms of pathological and physiological conditions in the experiment.

Claims (1)

Способ определения функционального и метаболического состояния нервной ткани, включающий одновременную регистрацию электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и уровня постоянного потенциала (УПП), сравнение их и по характеру изменения измеряемых параметров за один и тот же промежуток времени определение функционального и метаболического состояния нервной ткани, отличающийся тем, что при негативации УПП и увеличении мощности ЭЭГ, сопровождающих деполяризационную активацию нейронов определяют развитие плохого метаболического и функционального состояния (ФС) нервных клеток, при негативизации УПП и уменьшении мощности ЭЭГ, сопровождающих деполяризационное торможение нейронов, определяют развитие еще более плохого метаболического и ФС, при позитивизации УПП и увеличении мощности ЭЭГ, сопровождающих реполяризационную активацию нейронов после деполяризационного торможения, либо гиперполяризационную активацию, определяют развитие хорошего метаболического и ФС нервной ткани, а при позитивизации УПП и уменьшении мощности ЭЭГ, сопровождающих либо реполяризационное торможение нейронов после деполяризационной активации, либо гиперполяризационное торможение,определяют развитие очень хорошего метаболического и ФС клеток нервной ткани.A method for determining the functional and metabolic state of nerve tissue, including simultaneous recording of an electroencephalogram (EEG) and constant potential level (SCP), comparing them and determining the functional and metabolic state of nerve tissue by the nature of changes in the measured parameters over the same period of time, characterized in that with negative SCP and increasing the power of the EEG accompanying the depolarization activation of neurons, the development of poor metabolic and functional thawing (PS) of nerve cells, with negative SCP and a decrease in EEG power accompanying depolarization inhibition of neurons, determine the development of an even worse metabolic and FS, with positive CT and increase in EEG power accompanying repolarization activation of neurons after depolarization inhibition, or hyperpolarization activation, determine the development of good metabolic and FS of the nervous tissue, and with positivization of SCP and a decrease in the power of the EEG, accompanying either repolarization inhibition of neurons after depolarization activation, or hyperpolarization inhibition, they determine the development of very good metabolic and PS cells of the nervous tissue.
RU2006115550/14A 2006-05-05 2006-05-05 Method for determining state of nerve tissue function and metabolism RU2319441C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115550/14A RU2319441C2 (en) 2006-05-05 2006-05-05 Method for determining state of nerve tissue function and metabolism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115550/14A RU2319441C2 (en) 2006-05-05 2006-05-05 Method for determining state of nerve tissue function and metabolism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006115550A RU2006115550A (en) 2007-11-27
RU2319441C2 true RU2319441C2 (en) 2008-03-20

Family

ID=38959841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006115550/14A RU2319441C2 (en) 2006-05-05 2006-05-05 Method for determining state of nerve tissue function and metabolism

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319441C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАРАШКОВА А.Б. Клинико-функциональная и метаболическая характеристика формирования и прогнозирования уровня здоровья подростков, автореф. дисс, 2004, с.3-19. MURIK S.E., SHAPKIN A.G. Simultaneous recording of EEG and direct current (DC) potential makes it possible to assess functional and metabolic state of nervous tissue - Int J Neurosci. 2004 Aug; 114(8):977-997. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006115550A (en) 2007-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Norton et al. Electroencephalographic recordings during withdrawal of life-sustaining therapy until 30 minutes after declaration of death
Helton et al. Cerebral lateralization of vigilance: a function of task difficulty
Davidson et al. Lateralized response to diazepam predicts temperamental style in rhesus monkeys.
Pelosi et al. Event-related potential (ERP) correlates of performance of intelligence tests
Hayes et al. A new model of concussive brain injury in the cat produced by extradural fluid volume loading: II. Physiological and neuropathological observations
Noll et al. Skin sympathetic nerve activity and effector function during sleep in humans
Newman et al. Paroxysmal choreoathetosis due to hypoglycemia
Suh et al. Temporal dependence in uncoupling of blood volume and oxygenation during interictal epileptiform events in rat neocortex
Wang et al. Prognostic Value of Evoked Responses and Event-Related Brain Potentials in
Paoletti et al. Cardiovascular and respiratory correlates of deep nociceptive stimulation, suggestions for analgesia, pain imagery and cognitive load as a function of hypnotizability
Alkhatip et al. Deep hypothermic circulatory arrest in the pediatric population undergoing cardiac surgery with electroencephalography monitoring: a systematic review and meta-analysis
Demerdzieva et al. Relation between frontal alpha asymmetry and anxiety in young patients with generalized anxiety disorder
Burke et al. BOLD response during uncoupling of neuronal activity and CBF
Gordeev Clinical-psychophysiological studies of patients with panic attacks with and without agoraphobic disorders
Gofton et al. Cerebral cortical activity after withdrawal of life-sustaining measures in critically ill patients
Gofton et al. Functional MRI study of the primary somatosensory cortex in comatose survivors of cardiac arrest
RU2319441C2 (en) Method for determining state of nerve tissue function and metabolism
Kogoj et al. Event-related potentials elicited by distractors in an auditory oddball paradigm in schizophrenia
Bodo et al. Changes in the intracranial rheoencephalogram at lower limit of cerebral blood flow autoregulation
Hilz et al. Continuous multivariable monitoring in neurological intensive care patients-preliminary reports on four cases
RU2245673C2 (en) Method for detecting both functional and metabolic state of nervous tissue
Gordeev Cognitive functions and the state of nonspecific brain systems in panic disorders
Knott et al. Panic induced by sodium lactate: Electrophysiological correlates
Richter et al. Enhanced neuronal excitability in adult rat brainstem causes widespread repetitive brainstem depolarizations with cardiovascular consequences
Papageorgiou et al. Psychophysiological differences in schizophrenics with and without delusional misidentification syndromes: a P300 study

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080506