Результаты и обсуждение

Установлено, что для рисунка ЭЭГ у пациентов с ПКБС характерны выраженные отличия от нормы в виде нарушения пространственной организации, отсутствия или значительной редукции доминирующего в норме альфа-ритма при увеличении медленных дельта и тета (чаще при вегетативном состоянии пациента) или, напротив, высокочастотных бета-составляющих (при разных модификациях мутизма) (рис. 1, а).

ЭДИ доминирующих на ЭЭГ патологических видов активности локализованы в стволовых, подкорковых и базальных структурах мозга. Причем это относится как к медленным формам активности, так и к более высокочастотным бета- и даже альфа-составлящим (см. рис. 1, б), которые отражают в этих условиях раздражение гиппокампа и других лимбических структур мозга [3]. Полученные данные свидетельствуют о том, что на ранних посткоматозных этапах на ЭЭГ преобладают влияния со стороны стволовых и подкорковых образований (ПКБС в форме вегетативного состояния) либо подкорковых, диэнцефальных и базальных структур головного мозга (разные формы мутизма) на фоне угнетения (подавления) функциональной активности коры.

При обратимом ПКБС поступательный процесс восстановления сознания сопровождается постепенным нивелированием диффузных и очаговых медленных волн либо других видов локальных патологических нарушений и формированием регулярного, нормально организованного альфа-ритма (см. рис. 1, в). В то же время для хронического бессознательного состояния характерна стойкость общих и особенно локальных нарушений ЭЭГ-паттерна на протяжении от 6 мес до 1,5 лет и более после травмы, что указывает на их обусловленность непосредственным структурным повреждением определенных зон мозга.

Вместе с тем даже в пределах одного типа бессознательного состояния обращало на себя внимание определенное разнообразие паттернов ЭЭГ (нами было выделено, например, 7 таких вариантов для вегетативного состояния и акинетического мутизма) [46]. Это указывает на вероятную множественность вариантов структурно-функциональных повреждений мозга, обусловливающих ПКБС. Наше предположение подтверждается современными данными МРТ о множественном и вариантном сочетании повреждения стволовых, подкорковых, корковых структур мозга при ТЧМТ [17], результатами нейрохимических исследований [1, 52], а также разнообразием клинической картины ТЧМТ [26, 39, 50-52].

Так, М.В. Челяпиной [41] были выделены и подробно исследованы два клинико-энцефалографических синдрома в динамике развития посттравматического бессознательного состояния. Клиническим признакам дофаминергической недостаточности сопутствовало стойкое усиление на ЭЭГ бета-активности на разных стадиях восстановления психической деятельности (рис. 3, а). В то же время у пациентов с клиническими проявлениями холинергической недостаточности характерным для ЭЭГ было наличие альфа-активности некоркового генеза даже при глубоком (в виде комы) угнетении сознания - с последующей реорганизацией и нормализацией этого ритма в процессе восстановления (см. рис. 3, б).

Таким образом, динамические особенности паттерна ЭЭГ при ПКБС позволяют охарактеризовать тяжесть текущего состояния пациента, выявить структуры мозга с наиболее выраженной дисфункцией, определить зону локального коркового повреждения, а также общую направленность развития травматической болезни (как бы динамику «гомеостаза» головного мозга). Однако они не отражают напрямую уровень и особенности текущего состояния сознания.

Анализ частотных характеристик спектра мощности ЭЭГ по показателям средняя частота-эффективная частотная полоса выявил достоверную корреляцию данной характеристики с исходом ТЧМТ [43].

Это отчетливо проявилось при анализе как фоновых, так и реактивных изменений ЭЭГ. Установлено, что реактивные сдвиги ЭЭГ разной направленности выявляются у пациентов и в коме [14, 70], и в вегетативном состоянии (более чем в 75% наблюдений). Однако стереотипные ЭЭГ-реакции с усилением патологической активности в узком частотном диапазоне (по типу доминантного очага) имеют прогностически неблагоприятное значение. Напротив, вариативные по отношению к раздражителям изменения с расширением частотного спектра ЭЭГ и приближением его к норме характерны для пациентов с обратимым бессознательным состоянием [45].

Вместе с тем углубленный анализ прогностической информативности частотных показателей фоновой ЭЭГ с учетом сроков после травмы выявил, что наибольшие различия между пациентами с обратимым и необратимым ПКБС (по степени отклонения значений средней частоты - эффективной частотной полосы спектра мощности ЭЭГ от нормы) обнаруживались в период наблюдения более 3 мес после травмы (рис. 4).

Клинические данные о стадийности течения ТЧМТ, развития посттравматических гемодинамических и ликвородинамических реакций [26, 30, 64], а также нейродегенеративных процессов [19] обосновывают этот результат и подтверждают наш тезис о том, что 2-3 мес - это тот временной интервал, на котором наиболее активно развиваются в мозге два разнонаправленных процесса: структурно-функциональных нарушений и их компенсации (восстановления). По-видимому, именно этот отрезок является во многом критическим с точки зрения и терапевтических воздействий, и перспектив восстановления психической деятельности.

Переходя к данным анализа когерентности ЭЭГ, следует подчеркнуть, что классические представления отечественных исследователей об интегративных функциональных межцентральных связях как основе формирования функционального состояния и разных видов деятельности, включая психическую [25, 35], подтверждены многочисленными экспериментальными, психофизиологическими и клинико-физиологическими исследованиями и в России, и за рубежом. Эти представления созвучны с идеями С. Stam [73] о сетевой организации деятельности мозга, а также с представлениями многих современных авторов о значимости функциональных церебральных взаимодействий (functional brain connectivity), базирующимися на результатах электрофизиологических и нейровизуализационных исследований [55, 58, 61, 75].

Высокую функциональную значимость когерентности подтверждают и результаты ЭЭГ-фМРТ сопоставлений при разных функциональных пробах (как например, открывание глаз и перебор пальцев руки) у здоровых людей [5]. Показано, что среди всех количественных характеристик ЭЭГ топографии локального фМРТ-ответа в наибольшей степени соответствуют изменения когерентности, причем в определенных частотных диапазонах: альфа высокой частоты (10,5-12,5 Гц), а также бета-активности (20-30 Гц). При нагрузках когерентные связи этих «рабочих ритмов ЭЭГ» значимо усиливаются по сравнению с фоном.

У пациентов с посттравматическим ПКБС большинство когерентных связей в основных частотных диапазонах ЭЭГ достоверно снижены по сравнению с нормой, отражая тормозное состояние коры. Особо следует подчеркнуть факт резкого ослабления межполушарного взаимодействия (см. рис. 1, б), варьирующего от 30 до 80% относительно нормы и акцентированного в лобных корковых областях. Этот факт, выявленный первоначально статистически в репрезентативной группе наблюдений [72], был подтвержден на разных выборках пациентов с помощью усовершенствованных подходов к анализу ЭЭГ [12, 44, 63], а в последние годы - и в фМРТ-исследованиях [60, 61, 74]. Как установлено ранее [3], ослабление межлобных когерентных связей ЭЭГ может быть обусловлено не только непосредственным повреждением лобных долей или комиссуральных трактов, но также поражением (дисфункцией) регуляторных структур мозга разного уровня.

По мере восстановления сознания пациентов с ПКБС происходит постепенное усиление межполушарных когерентных связей фоновой ЭЭГ в широком частотном диапазоне и восстановление характерного для нормы пространственного градиента (доминирование ее в передних областях полушарий) (см. рис. 1, б). Вместе с тем наиболее резкое (80%) и устойчивое (месяцы, годы) ослабление межполушарного взаимодействия выражено при хроническом ПКБС (феномен функционального «разобщения полушарий») и выступает в качестве его маркера. Данные о динамике межполушарной когерентности ЭЭГ при ПБКС согласуются с результатами исследований трактов мозолистого тела у этой категории пациентов [17, 18].

Детальный анализ изменений когерентности в динамике восстановления сознания по узким частотным диапазонам показал, что наиболее отчетливо его позитивные изменения сопряжены с нормализацией межлобных альфа-связей на частоте 10,5-12,5 Гц, а также гиперсинхронизацией бета-активности частотой 17-23 Гц в левом полушарии (лобно-центральные, лобно-теменные и лобно-затылочные связи). Эти данные сходны с результатами текущих ЭЭГ-исследований других авторов [63]. Позитивные сдвиги в сфере сознания сопряжены по большей части с изменениями когерентности (согласованности) «рабочих ритмов ЭЭГ» как в лобных отделах обоих полушарий, так и в пределах левого.

В ситуации активизации зрительного внимания именно наличие межполушарной реактивности, включая лобные доли, с самых ранних посткоматозных этапов характерно для пациентов с обратимым бессознательным состоянием (рис. 5), что отражает потенциальные возможности фронто-таламического комплекса в обеспечении избирательного произвольного внимания [27].

Таким образом, являясь интегральной характеристкой системной деятельности мозга, показатели фоновой межполушарной (в первую очередь лобной) когерентности ЭЭГ и ее изменения при реакциях на внешние стимулы в наибольшей степени отражают степень угнетения сознания, его динамику и потенциал восстановления.

Это положение созвучно представлениям S. Laureus [61] и J. Eriksson [56], основанным на результатах фМРТ-исследований, о преимущественном отношении к сознанию лобных отделов полушарий, особенно левого, в связи с их сопряженностью с вниманием. Наши данные в определенном смысле дополняют их фактором значимости согласованности межполушарной лобной активности.

Результаты исследования когерентности ЭЭГ обосновывают перспективность направленных стимулирующих лечебных воздействий при ПКБС. Это было подтверждено в серии наблюдений у 7 пациентов с ПКБС. У 5 из них даже однократная подпороговая ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция сагиттальных отделов премоторной коры (как проекции передней системы внимания по М. Posner [69]) сопровождалась выраженным и стойким ускорением процесса восстановления наряду с позитивными изменениями рисунка ЭЭГ и повышением когерентности между полушариями, а также в пределах левой гемисферы [47].

В текущих исследованиях все большее внимание мы уделяем изучению функциональных возможностей пациентов с ПКБС, пытаясь приблизиться к пониманию характера субъективных переживаний. Как следует из представленных данных, функциональное состояние пациентов с ПКБС и их реактивность обеспечиваются главным образом активностью глубинных структур мозга разного уровня при инактивации коры, что подтверждают и данные фМРТ [ 60, 61]. Вместе с тем, по мнению, например, B. Merker [65], это не исключает наличия у пациентов с отсутствием внешних признаков сознания переработки информации, переживаний и самосознания за счет стволовых и подкорковых образований, даже в отсутствие коркового интерфейса.

Анализируя у пациентов с ПКБС изменения ЭЭГ при активизации зрительного внимания в сопоставлении с данными литературы [38, 40], мы предположили возможное сходство этих реакций с детскими: при хроническом ПКБС - с реакциями мозга ребенка до первых 6 мес жизни, при обратимом - в возрасте около года и старше [49]. Совместные с Г.А. Портновой и соавт. [32] исследования подтверждают эту гипотезу, выявив сходство ЭЭГ-реакций на тактильные раздражители между группой пациентов с обратимым ПКБС (кома 1 - вегетативное состояние) и детьми 5-6 лет, в отличие от реакций взрослых людей. Сходство с детскими ЭЭГ-реакциями проявляется и в топографии изменений, и в специфическом поведении отдельных частотных диапазонов.

В последние годы на основе анализа фМРТ и ВП (вызванных потенциалов) у пациентов с ПКБС удалось выявить системные реактивные изменения мозга на довольно сложные функциональные нагрузки [66, 69]. Так, при исследовании длиннолатентных когнитивных компонентов акустического вызванного потенциала (N100, N200, P300) при ПКБС Л.Б. Окниной и соавт. [29] было показано, что у пациентов с обратимой формой угнетения сознания уже при вегетативном состоянии или акинетическим мутизме регистрируются ответы и в задаче прослушивания разномодальных звуков, и при инструкции считать значимые.

Представленные данные указывают на вероятную недооценку и явную недостаточность наших знаний о функциональных возможностях деятельности мозга при ПКБС, что обусловливает перспективность дальнейших исследований этой направленности.