Нейрофизиологические исследования используются для дифференциальной диагностики различных видов головной боли, оценки возможных осложнений у пациентов с симптоматической головной болью, а также для нейрореабилитации. Анализ электрофизиологических параметров способствует лучшему пониманию механизмов головной боли, в частности мигрени [1]. В патогенезе мигрени рассматриваются нервный, сосудистый и эндокринно-гуморальный факторы [1—4]. Нейрофизиологическими методами, используемыми в диагностике головной боли, особенно мигрени, являются: электроэнцефалография (ЭЭГ), вызванные потенциалы (ВП) (зрительные, слуховые, лазерные и др.), рефлекторные реакции (мигательный рефлекс и др.), исследования вегетативной нервной системы и транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС). Обзоры электрофизиологических исследований мигрени описывают функциональные изменения между мигренозными приступами, в том числе гиперчувствительность на неоднократные сенсорные стимулы с патологичным временны́м процессом обработки информации, основанной на работе нейронных сетей [5].

Анализ биоэлектрической активности головного мозга

Оценке биоэлектрической активности головного мозга посвящено огромное количество публикаций, которые включают оценку ЭЭГ как в межприступный период, так и непосредственно до, во время и после пароксизма. В целом чаще выявляют дезорганизованную биоэлектрическую активность, снижение амплитуды альфа-ритма и повышение мощности бета-ритма свыше 15 мкВ. Часто выявляют также билатерально-синхронные колебания, вспышки альфа- и тета-активности, при ритмической фотостимуляции наблюдается депрессия реакции усвоения ритма в широком диапазоне с распространением по всей коре, а признаки раздражения регистрируются в задних отделах головного мозга [1, 2, 5].

Отдельные авторы выявляют особенности, характерные для исследованной группы пациентов, подчеркивая те или иные отличия от здоровых и других групп пациентов. Так, по мнению некоторых авторов, у больных мигренью не выявляются значимые изменений в ЭЭГ, однако признаки пароксизмальной активности имеются у больных мигренью и эпилепсией [6]. Также у пациентов с мигренью с аурой обнаружена достоверно большая мощность бета-активности во всех корковых областях [7]. Авторы объясняют это повышенной активацией при мигрени с аурой при визуальной стимуляции.

В более ранних работах авторы [8] выявляли в межприступный период при мигрени диффузное или фокальное повышение медленноволновой активности с преобладанием ритмов в дельта- и тета-диапазонах, повышение быстроволновой активности, появление отдельных комплексов «пик — волна», межполушарной асимметрии по альфа- и тета-ритму.

В более поздних работах исследовали также и изменения ЭЭГ во время пароксизма головной боли. Например, показано, что спектральная мощность дельта-ритма возрастала в лобно-центральных областях за 36—72 ч перед (или после) приступа по сравнению с межприступным периодом [9]. Спектральная мощность в теменно-затылочных областях в альфа- и тета-диапазонах была более асимметрична (выше на стороне боли) по сравнению с межприступным периодом.

Этими же авторами было обнаружено в другом исследовании, что для пациентов с мигренью по сравнению с контролем характерно относительное повышение спектральной мощности в тета-диапазоне и повышение дельта-активности на стороне боли во фронто-центральной области. Увеличение интенсивности боли коррелировало с увеличением мощности дельта-активности. В целом авторы выявили относительное повышение тета-активности у пациентов с мигренью по сравнению со здоровыми [10].

Другие авторы выявили, что перед мигренозным пароксизмом мощность ритмов ЭЭГ и когерентность возрастали, в то же время уменьшалась когерентность между лобными и затылочными областями во всех спектральных диапазонах ЭЭГ. В межприступный период у пациентов по сравнению со здоровыми наблюдали достоверно меньшую спектральную мощность и когерентность ЭЭГ [11].

M. Bjork и соавт. [12] обнаружили, что у больных с мигренью без ауры в межприступный период по сравнению с контролем было увеличение относительной мощности тета-активности и уменьшение ответов на среднечастотную фотостимуляцию. В период 36 ч до развития мигренозного приступа на ЭЭГ регистрировалась медленная и асимметричная активность. Повышенная чувствительность к зрительным стимулам и фотофобия коррелировали с высокой мощностью тета-активности и снижением ответов на фотостимуляцию. Длительность приступа, продолжительность болезни и интенсивность боли коррелировали с ростом спектральной мощности медленной активности ЭЭГ. Авторы пришли к выводу, что общая тенденция к замедлению ритмической активности ЭЭГ и подавление ответов на фотостимуляцию характеризует группу больных с мигренью.

У пациентов с мигренью выявлялся рост высокочастотной биоэлектрической активности в диапазоне гамма-ритма, которая характеризует повышенную активацию мозгового ствола по таламо-кортикальным путям и нарушение латерального торможения интернейронов, опосредованного ГАМК [13].

Показана дисфункция неспецифических систем мозга при исследовании биоэлектрической активности головного мозга у больных мигренью в виде увеличения признаков пароксизмальности. У больных мигренью с аурой, наряду с общими, но более выраженными изменениями были выявлены снижение представленности альфа-ритма и его частотные асимметрии в задних отделах мозга, что свидетельствует об особом функциональном состоянии затылочной коры [14].

Большинство ЭЭГ-исследований доказывают патологическое взаимодействие между таламусом и корой (таламокортикальная дизритмия) [1, 12].

Кроме того, выявляемость эпилептиформной активности у пациентов с мигренью существенно выше, чем в популяции. В большом мультицентровом исследовании распространенность спайков, или пароксизмальных ритмических вспышек, в течение 10-часового ночного мониторинга ЭЭГ у здоровых добровольцев составила 0,7% по сравнению с 12,5% у пациентов с мигренью и 13,3% у обследованных с семейным анамнезом эпилепсии [15].

Так, обнаружено, что у больных мигренью и эпилепсией выявляется по данным спектрального анализа генерализация эпилептиформной активности на стороне боли и сдвиги пика частоты в бета- и альфа-диапазонах по сравнению со здоровыми [16].

Зрительные ВП (ЗВП)

В период пароксизма мигренозной боли больные страдают, в частности, фотофобией, что исследуется различными нейрофизиологическими методами [1, 5]. Электрофизиологические исследования больных мигренью выявляют изменения нейрональной активности во время пароксизма и в межприступном периоде. Избыточная активность нейронов зрительных областей коры больших полушарий характеризуется как «мигренозный мозг», что проявляется снижением порога вызванной активности в первичной зрительной коре. В межприступном периоде у больных мигренью регистрируются ЗВП достоверно более высокой амплитуды [17—19].

В работах [20, 21] исследованы пациенты с мигренью и контрольная группа. В качестве стимула использовался монокулярно и бинокулярно предъявляемый реверсивный шахматный паттерн. Измеряли латентный период (ЛП) компонентов N75, P100, N145, а также амплитуду от пика до пика N75—P100. Показано, что у пациентов по сравнению с группой контроля достоверно увеличен ЛП компонентов N75, P100, в то время как амплитуда этих компонентов была снижена. У пациентов с большей длительностью болезни обнаружена бо́льшая величина ЛП N145. При этом ЛП P100 был достоверно увеличен у больных с аурой по сравнению с пациентами без ауры. Кроме того, при зрительной стимуляции левого глаза у больных с левосторонней гемикранией наблюдалось увеличение ЛП и уменьшение амплитуды N75. Таким образом, измерение ЛП и амплитуды ЗВП является ценным и надежным тестом для диагностики мигрени.

В другом исследовании [22] проводили изучение влияния световой стимуляции на зависимость от интенсивности стимула ЗВП у пациентов с мигренью и у здоровых лиц. Осуществляли непрерывную стимуляцию световыми вспышками во время регистрации ЗВП на надпорговые стимулы возрастающей интенсивности. Зависимость от интенсивности СВП измеряли как наклон функции амплитуда/интенсивность стимула. В группе контроля амплитуда/интенсивность стимула уменьшались во время стимуляции вспышками света, в то время как при мигрени достоверных изменений обнаружено не было. Визуальная сенсорная нагрузка способна увеличить зависимость ЗВП от интенсивности у большинства пациентов с мигренью в отличие от контроля. Авторы выдвигают гипотезу, что данный феномен может быть обусловлен гиперсинхронизацией альфа-ритма и, возможно, таламо-кортикальной дисфункцией.

В большинстве исследований по данным ЗВП выявляется увеличение амплитуды вызванных ответов в межприступном периоде в зрительной коре [20, 23]. Асимметрия амплитуды ЗВП также выявлена в ряде исследований [23].

У пациентов с мигренью в интериктальный период выявляют высокую зависимость от интенсивности стимула ЗВП и недостаточную габитуацию ЗВП. Навязывание ритма при высокочастотной фотостимуляции является другой хорошо известной особенностью интериктального периода больных мигренью, связанной с гиперсинхронизацией альфа-ритма [24—26].

Соматосенсорные (ССВП), слуховые, тригеминальные ВП

Амплитуда и латентность стандартных ССВП после стимуляции срединного нерва были нормальными между приступами в большинстве исследований, хотя увеличение амплитуды было обнаружено в работе с использованием магнитоэнцефалографии [18].

Было проведено исследование [27] различий сенситизации и габитуации ССВП (при стимуляции срединного нерва на запястье) у пациентов с абузусной головной болью (АГБ) и пациентов с эпизодической мигренью без ауры. Измеряли амплитуды N20—P25 трех блоков усреднения, состоящих из 100 кривых. Оценивали чувствительность амплитуды первого блока и габитуацию амплитуды, измеренную между тремя последовательными блоками. При эпизодической мигрени амплитуда ССВП в интериктальном периоде была нормальной в первом блоке усреднений, но габитуация отсутствовала. Амплитуда ССВП в период приступа была увеличена в первом блоке с последующей габитуацией. Пациенты с АГБ характеризовались большей амплитудой первого блока ССВП по сравнению с контролем, нарушением габитуации. Наименьшие значения амплитуды ССВП обнаружены у пациентов с наибольшей длительностью заболевания мигренью, а самые высокие — у пациентов с самой длительной хронизацией болезни.

Обнаружено удлинение ЛП волны P300, снижение ее амплитуды и уменьшение длительной габитуации в межприступный период, что свидетельствует о некотором снижении когнитивных функций у пациентов с мигренью [28].

Дефицит габитуации, который обнаружен при регистрации когнитивных ВП, связанных с событиями, рассматривается как наиболее выраженная дисфункция в интериктальный период [29].

Многими исследованиями показано, что P300 при мигрени характеризуется удлиненным ЛП [30]. Отмечено удлинение ЛП P300 при регистрации слухового ВП у пациентов в отведениях Fz, Cz и Pz по сравнению с контрольной группой.

Исследование стволовых акустических ВП, амплитуда которых обратно пропорциональна активности центральной серотонинергической нейротрансмиссии, показало, что мигрень может рассматриваться как хроническое гипосеротонинергическое состояние [31].

В другой работе [32] использование специального фильтра в регистрации ССВП позволило выделить серии высокочастотных осцилляций (в полосе гамма-ритма). Показано, что ранние компоненты (до N20) и поздние компоненты (после N20) высокочастотных осцилляций позволяют оценить таламокортикальную проводниковую активность и активацию первичной коры. Между приступами ранние компоненты высокочастотных осцилляций достоверно ниже, чем поздние, у пациентов с мигренью [32—35], это снижение коррелирует с прогрессированием болезни [34].

Выявлено удлинение ЛП I, III, V пиков слуховых ВП и межпикового интервала I—III, III—V, I—V при мигрени с аурой; при мигрени без ауры достоверно значимыми оказались пролонгация пиков I, III, V и длительность межпикового интервала III—V и I—VI [36]. Пролонгацию рассматривают как следствие вовлечения структур ствола мозга. Следует подчеркнуть, что развитие зрительных или соматосенсорных симптомов во время ауры мигрени коррелирует с топографией и скоростью распространения волны корковой депрессии [37].

Подтверждением гипервозбудимости мозга при мигрени является регистрация вызванной нейрональной деполяризации, сопровождающейся изменениями метаболизма клеток и лежащей в основе корковой распространяющейся деполяризации [38].

Исследование тригеминальных ВП у пациентов с мигренью без ауры в межприступном периоде выявило укорочение ЛП ранних и промежуточных компонентов тригеминальных ВП на стороне боли, что достоверно чаще наблюдается во время мигренозного приступа. Эти результаты свидетельствуют о гиперактивности тригеминальной системы при мигрени на стороне локализации боли, а также указывают на участие данной системы в формировании боли при мигрени [39].

Лазерные ВП (ЛВП)

Одним из относительно новых нейрофизиологических методов в изучении боли является исследование ЛВП. Еще в 1976 г. Carmon продемонстрировали появление церебрального потенциала в области вертекса при стимуляции кожи рук здоровых испытуемых импульсами инфракрасного лазера. Оказалось, что амплитуда этого потенциала коррелирует с интенсивностью болевых ощущений.

В одном из многочисленных исследований с применением ЛВП [40] были изучены характеристики, а также кожные тепловые болевые пороги на лазерную стимуляцию точек перикраниальных мышц. Авторы выявили при головной боли напряжения, так же как и при фибромиалгии, увеличение амплитуды перикраниальных ЛВП, что предполагает психогенное происхождение боли. При мигрени нормальная амплитуда основных ЛВП с уменьшенной габитуацией и нарушением модуляции внимания, вероятно, отражает общую дисфункцию обработки ноцицептивной информации корой мозга, которая может обусловливать предрасположенность и персистирование мигрени. ЛВП могут использоваться в клинической оценке нейрофизиологических и психофизиологических аспектов боли при различных формах головной и лицевой боли.

Несмотря на то что ЛВП с ЭЭГ-ответом все чаще используется для изучения ноцицептивных путей, их функциональное значение остается неясным. Показано, что увеличение временнóй продолжительности стимула за счет повторения стимула на постоянном межстимульном интервале: 1) значительно уменьшает величины вызванных лазером компонентов N1, N2, P2 и синхронизации; 2) нарушает связь между интенсивностью восприятия боли и величиной этих реакций [41]. Результаты показали, что вызванные лазером ЭЭГ-реакции не определяются восприятием боли как таковой, а в основном определяются выраженностью вызывающего ноцицептивного стимула (т.е. его способностью включить внимание). Поэтому регистрация вызванных ЭЭГ-ответов лазерной стимуляции представляют собой косвенное считывание функции ноцицептивной системы.

ЛВП-исследования подтверждают понижение габитуации при повторяющейся стимуляции в межприступный период при мигрени, что было обнаружено как для короткого периода ноцицептивной стимуляции [42], так и для более длительного периода [43].

Показатели вегетативной нервной системы

Для мигренозного пароксизма очень характерно побледнение лица в результате генерализованной симпатической реакции [37]. Авторы работы [44] с целью исследования активности симпатической нервной системы у пациентов с мигренью изучали фронтальные вызванные кожные симпатические потенциалы (ВКСП). Исследованы пациенты с односторонней мигренью и контрольная группа. Исследование проводилось во время мигренозного приступа в постприступный и интериктальный периоды. ВКСП регистрировались билатерально в ответ на электрическую стимуляцию срединного нерва на запястье. У пациентов во время мигренозного приступа и в интериктальный период наблюдалось увеличение ЛП и уменьшение максимальных амплитуд на стороне боли по сравнению с асимптомной стороной. В постприступный период ВКСП на стороне боли характеризовались более высокими амплитудами и более коротким ЛП по сравнению с асимптомной стороной. По мнению авторов, обнаруженный феномен свидетельствует об асимметричной симпатической гипофункции на стороне боли во время мигренозного приступа и в межприступный период и асимметричной гиперфункции симпатической нервной системы в постприступный период. Обнаруженная гиперактивация симпатической нервной системы, возможно, связана с измененной опиоидной модуляцией.

У пациентов с мигренью регистрировали ЛП и амплитуду N1, N2, Р2 ВП при стимуляции блуждающего нерва. Стимуляция индуцировала увеличение мощности ЭЭГ в медленных и быстрых ритмах, но этот эффект не был значительным по сравнению с плацебо. Эти выводы свидетельствуют о том, что стимуляция блуждающего нерва действует на области коры больших полушарий, отвечающие за локализацию боли, связанной с тройничным нервом [45].

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС)

ТМС является неинвазивной, безопасной, безболезненной и эффективной методикой как реабилитации, так и диагностики при головных болях, в том числе при мигрени. Нейронные эффекты воздействия ТМС изучены, в частности, с помощью ТМС-ЭЭГ [46].

В 2017 г. были опубликованы результаты доказательного двойного слепого рандомизированного плацебо-контролируемого исследования эффективности ТМС в лечении мигрени [47], в котором показано снижение частоты, интенсивности болей, степени инвалидизации. Клиническое улучшение связывали с повышением уровня β-эндорфина в плазме крови.

На основании вышеизложенного можно заключить, что основные электрофизиологические находки — это, во-первых, возрастание навязывания частоты фотостимуляции и синхронизации в альфа- и бета-диапазонах ЭЭГ, во-вторых, дефицит габитуации в межприступный период к повторяющимся стимулам при регистрации ВП и нормализация во время приступа, в-третьих, снижение габитуации на болевые стимулы, которая не возвращается к нормальным значениям во время приступа, в-четвертых, то, что одним из наиболее убедительных аргументов гипервозбудимости мозга при мигрени является концепция провоцированной нейрональной деполяризации, сопровождающейся изменениями метаболизма клеток и лежащей в основе корковой распространяющейся деполяризации [28].

Таким образом, электрофизиологические исследования обеспечивают функциональное исследование различных сенсорных путей и углубляют понимание механизмов формирования различных форм мигрени, а также выявляют корреляции между изменениями нейрофизиологических показателей и нарушением (изменением) когнитивных функций, эмоциональной сферы, используются для дифференциальной диагностики различных видов головной боли, в том числе при мигрени.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.