За годы, прошедшие после аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС), накопились неоспоримые доказательства того, что воздействие даже малых доз радиации, не сопровождавшееся развитием острой лучевой болезни, является для человека небезопасным [12, 15, 16, 29]. Исследования ряда авторов [2, 3, 12, 15, 16, 29] показали, что у ликвидаторов аварии на ЧАЭС через 3—4 года после работ в Чернобыле выявились и сохраняются длительное время нарушения здоровья, касающиеся деятельности различных систем организма — сердечно-сосудистой, эндокринной, иммунной, центральной нервной и др., не достигающие степени формирования определенного синдрома. Этот факт, а также отсутствие опыта диагностики пострадиационных нарушений нередко приводили к отрицанию связи между ухудшением состояния здоровья ликвидаторов и их работой в Чернобыле. Использование современных методов клинической диагностики позволило не только выявить эту связь, но и обосновать нарастание нарушений с течением времени, что подтвердилось результатами нейрофизиологических исследований [15, 28, 36].

При изучении механизмов пострадиационного воздействия на организм человека большое значение придается нарушениям деятельности сосудистой сиcтемы, в том числе головного мозга, что может способствовать ускоренному старению мозга и организма в целом [16, 36]. Гипотезу ускоренного старения человека при воздействии малых доз радиации поддерживают работы с использованием количественной оценки соматических и вегетативных показателей, позволяющих определить биологический и реальный возраст испытуемых. Было выявлено, что у обследованных ликвидаторов при реальном возрасте 50 лет, биологический был на 10—15 лет больше (60—65 лет) [1]. Это согласуется с исследованием состояния эндокринной и иммунной систем организма ликвидаторов, выявившим нарушения оксидантно-энзимных процессов, сходных с таковыми у людей пожилого возраста [2, 3].

Наряду с отмеченными изменениями у ликвидаторов были обнаружены также нарушения высших психических функций, механизмы которых изучены недостаточно.

Для изучения высших психических функций часто используют метод вызванных потенциалов (ВП), который позволяет оценить особенности формирования процессов внимания, памяти, скорости переработки информации, а также понять механизмы нарушения когнитивной деятельности [9, 11]. Каждый из компонентов ВП отражает определенный этап переработки информации: N1 — непроизвольное внимание на этапе восприятия информации, N2 — ее опознание и синтез, P3 (непосредственно связан с когнитивной деятельностью) — запоминание значимого стимула и принятие решения [11, 27]. Работы, посвященные изучению ВП у ликвидаторов аварии на ЧАЭС, единичны и в основном связаны с анализом акустических стволовых и соматосенсорных ВП, в которых выявлено снижение амплитуды и увеличение латентности различных компонентов [17, 18, 22], однако когнитивные ВП остаются недостаточно изученными [7, 8].

Цель исследования — изучение амплитудно-временны`х характеристик компонентов N1, N2 и Р3 когнитивных слуховых ВП в сопоставлении с особенностями нарушения высших психических функций у ликвидаторов аварии на ЧАЭС по сравнению со здоровыми людьми соответствующего возраста и их анализ в аспекте гипотезы раннего старения мозга в результате воздействия малых доз радиации.

Обследовали 2 группы лиц: 10 участников ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в возрасте 45—56 лет (средний — 50±4,0 года) и 10 не подвергшихся радиации (контроль) 40—59 лет (средний — 47±6,0 лет), которые дали письменное согласие на участие в исследовании в соответствии с требованиями Хельсинкского договора.

Все обследованные были правшами, уровень их образования в сравниваемых группах не различался и соответствовал среднему или высшему специальному (от 13 до 15 лет). Здоровые не имели в анамнезе хронических заболеваний.

Ликвидаторы последствий аварии на ЧАЭС в 1986—1987 гг. по официальным документам были облучены малыми дозами радиации — менее 0,25 Gy и ни у кого из них после работ в Чернобыле не было выявлено острой лучевой болезни, однако к моменту исследования все являлись инвалидами II и III групп. У всех ликвидаторов было проведено цитогенетическое исследование, включающее анализ числа хромосомных аберраций с формированием. Данный метод является объективным биологическим маркером воздействия радиации на организм человека [13]. На рис. 1

Рис. 1. Результаты цитогенетического анализа хромосомных аберраций у ликвидатора М. (49 лет).

Примечание. а — стрелками указаны дицентрические хромосома и фрагменты; б — стрелками указаны дицентрическая и кольцевая хромосомы с ацентрическими фрагментами.

Рис. 1. Результаты цитогенетического анализа хромосомных аберраций у ликвидатора М. (49 лет).

]]>

Для дифференцированного исследования состояния высших психических функций ликвидаторов использовалась батарея нейропсихологических методик, разработанных А.Р. Лурия, позволяющая количественно (в баллах) оценивать общую психическую активность, праксис, гнозис, память, речь, мышление и другие функции [4, 10].

Для регистрации и анализа слуховых ВП в настоящем исследовании использовали трехстимульную звуковую последовательность по методике oddball paradigm [32], которая состояла из предъявления стандартного стимула — тона (60% от общего числа предъявляемых стимулов), значимого (целевого — 20%) и скрытого (отличного от значимого — 20%). Всего предъявлялось 200 стимулов, характеризовавшихся следующими параметрами: стандартный — высокий тон частотой 800 Гц, длительностью — 80 мс; значимый — низкий тон частотой 400 Гц, длительностью 80 мс, скрытый — высокий тон частотой 800 Гц и длительностью — 40 мс. Стимулы предъявлялись с интервалом около 1 с (после окончания предыдущего стимула) в псевдослучайной последовательности. В первой части эксперимента испытуемых просили «пассивно» прослушивать предъявляемые звуковые стимулы, а во второй — считать (про себя) значимые стимулы (счет) и сообщать результаты в конце эксперимента. Биопотенциалы регистрировали на полисомнографе SAGURA-2000 от 19 электродов при их расположении по международной системе 10—20 относительно ушных индифферентных электродов. Использовали постоянную времени 0,3 и верхнюю частоту пропускания 50 Гц при частоте опроса 200 Гц. Эпоха анализа ВП составляла 800 мс, из которых 100 мс — до предъявления стимула и 700 мс — после. Оценивали наличие пиков N1 (негативный пик в интервале от 70 до 120 мс), N2 (160—230 мс) и P3 (позитивный пик в интервале 250—600 мс) [11]. Вычисляли их амплитуду и латентный период (ЛП) всех компонентов. Подробнее методика описана ранее [7, 8].

Статистический анализ производили при помощи пакета статистических программ Statistica 6.0. Использовали четырехфакторную модель дисперсионного анализа (ANOVA) [5].

У всех ликвидаторов наблюдались нарушения высших психических функций в виде замедления мыслительной деятельности, аспонтанности, истощаемости, флюктуации умственной работоспособности и др. (рис. 2),

Рис. 2. Оценка дефектов высших психических функций у ликвидаторов по сравнению с нормой.

]]>

Примечание. По оси ординат: количественная оценка различных видов активности; норма — 3 балла. По оси абсцисс: 1 — работоспособность; 2 — кинестетический праксис; 3 — кинетический праксис; 4 — пространственный праксис; 5 — кратковременная слухоречевая память; 6 — долговременная слухо-речевая память; 7 — зрительная память; 8 — интеллектуальная активность.

Анализ амплитудных характеристик ВП в двух группах обследованных показал, что межличностные различия в большей степени проявлялись в группе контроля по сравнению с ликвидаторами. В целом у ликвидаторов средние значения амплитуды для всех компонентов с учетом экспериментальных ситуаций, характера стимулов и отведений были ниже, чем в контроле (рис. 3).

Рис. 3. Усредненная амплитуда компонентов N1, N2 и P3 здоровых (n=10) и ликвидаторов (n=10) в двух экспериментальных ситуациях для трех видов стимулов - значимого (ЗН), незначимого (НЗ), или скрытного, и стандартного (СТ).

]]>

Анализ амплитуды N1 компонента при сопоставлении группы ликвидаторов с нормой показал достоверное влияние фактора воздействия облучения ({F(1,18)=9,18); р=0,007} F(1,162)=151,36; p=0,000), наличие взаимодействия между влиянием облучения и экспериментальными ситуациями (F(1,162)=10,08; р=0,002), а также между влиянием облучения и типами стимулов (F(2,324)=6,25; р=0,002). Наряду с этим было выявлено значимое различие по фактору типов стимулов (F(2,324)=77,67; р=0,000), а также наличие взаимодействия между факторами экспериментальной ситуации и типами стимулов (F(2,324)=6,49; р=0,002).

Для амплитуды N2 компонента выявлено достоверное влияние фактора воздействия облучения (F(1,162)=60,14; p=0,000), наличие взаимодействия между влиянием облучения и типами стимулов (F(2,324)=35,40; р=0,000), а также по фактору типов стимулов (F(2,324)=104,07; р=0,000).

При анализе компонента P3 было выявлено достоверное влияние фактора облучения — норма и ликвидаторы — F(1,162)=33,13; p=0,000, взаимодействие между влиянием облучения и экспериментальными ситуациями (F(1,162)=6,15; р=0,014) и типами стимулов (F(2,324)=40,33; р=0,000).

Анализ латентных характеристик ВП показал, что характер изменения этих параметров ВП у ликвидаторов по сравнению с амплитудой был более сложным и имел свои особенности для каждого из компонентов. При сравнении особенностей изменения латентного периода (ЛП) компонента N1 у ликвидаторов и здоровых было показано, что на величину ЛП значимое влияние оказывает фактор наличия облучения (F(1,18)=17,13; р<0,001} F(1,162) =105,53; р=0,000), фактор наличия облучения в сочетании с фактором экспериментальной ситуации {F(2,36)=3,58; р=0,038} F(1,162)=45,60; р=0,000), тип стимулов (F(2,324)=13,80; р=0,000), а также зависимость от фактора экспериментальной ситуации (F(1,162)=11,84; р=0,001) и фактора экспериментальной ситуации в сочетании с фактором типа стимулов (F(2, 324)= 6,32; р=0,002).

Анализ регионарных особенностей изменений ЛП компонента N1 в разных областях коры с учетом всех остальных факторов показал, что у ликвидаторов в лобных отведениях левого полушария его значения на значимые стимулы был короче, чем в норме (рис. 4, см. на цв. вклейке).

Рис. 4. Пространственная диаграмма ЛП компонента N1 в ситуациях счета значимых стимулов у здоровых (n=10) и ликвидаторов (n=10). На шкале ЛП в мс; на фоне диаграммы — отведения (F3, FZ, F4).

]]>

Рис. 4. Пространственная диаграмма ЛП компонента N1 в ситуациях счета значимых стимулов у здоровых (n=10) и ликвидаторов (n=10). На шкале ЛП в мс; на фоне диаграммы — отведения (F3, FZ, F4).

]]>

Изменение ЛП компонента N2 проявлялось наиболее отчетливо, и его снижение проявлялось для всех отведений и стимулов в обеих экспериментальных ситуациях по сравнению с нормой. Результаты дисперсионного анализа выявили значимое влияние фактора облучения (F(1,162)=704,11; р=0,000), наличия облучения в сочетании с фактором типа стимулов (F(2,324)=10,64; р=0,000). Выявлена также зависимость от фактора экспериментальной ситуации (F(1,162)=9,98; р=0,002), типа стимулов (F(2,324)=27,00; р=0,000), а также экспериментальной ситуации в сочетании с типом стимулов (F(2,324)=5,75; р=0,004).

При анализе ЛП компонента P3 было показано, что максимальные различия, так же как и амплитуды, были выявлены в ситуации пассивного прослушивания по сравнению со счетом. Было показано, что на величину ЛП значимое влияние оказывает фактор наличия облучения в сочетании с фактором экспериментальной ситуации (F(1,162)=22,56; р=0,000), фактор облучения в сочетании с типом стимулов (F(2,324)=74,28; р=0,000). Наряду с этим выявлена зависимость от типа стимулов (F(2,324)=85,26; р=0,000) и экспериментальной ситуации в сочетании с типом стимулов (F(2,324)=12,52; р=0,000). Была выявлена тенденция к увеличению ЛП в левом полушарии, особенно в лобных отведениях, по сравнению с нормой. Результаты двухфакторного анализа для отведения F3 выявили значимые различия между средними значениями ЛП в этом отведении для взаимодействия между наличием облучения и экспериментальными ситуациями (F(1,18)=5,19; р=0,035), а также между различными стимулами (F(2,36)=12,15; р=0,000).

Интегральная оценка значений ЛП и амплитуды (с учетом всех отведений) представлена на рис. 5.

Рис. 5. Усредненные значения ЛП всех отведений для компонентов N1, N2 и P3 и различных стимулов в двух экспериментальных ситуациях в норме (n=10) и у ликвидаторов (n=10).

]]>

Примечание. По оси ординат — ЛП в с; по оси абсцисс — стимулы.

Результаты корреляции между интегральными амплитудно-временны`ми параметрами ВП и нейропсихологическими характеристиками продемонстрировали у ликвидаторов специфическую взаимосвязь (см. таблицу).

Таблица

]]>

У участников ликвидации последствий аварии на ЧАЭС выявлены нарушения высших психических функций, свидетельствующие о дисфункции корковых и подкорковых структур головного мозга, что согласуется с данными литературы [10, 35, 36]. Вероятно, выявленные у ликвидаторов нарушения реципрокной координации рук указывают на ослабление межполушарного взаимодействия за счет дисфункции мозолистого тела, что может быть объяснено развитием атрофических процессов в белом веществе головного мозга как результат отдаленного воздействия радиации. В пользу такого предположения свидетельствуют клинические исследования, выявившие уменьшение количества белого вещества и размеров мозолистого тела у пациентов после терапевтического облучения малыми дозами радиации перед оперативным вмешательством по поводу пересадки костного мозга, что сопровождалось также снижением их когнитивных возможностей [19]. Выявленные у ликвидаторов нарушения межполушарного взаимодействия могут являться одной из причин замедления переработки информации, сходные с описанными в клинической литературе и подтвержденными результатами тензорной трактографии у людей пожилого возраста [20].

Снижение амплитуды слуховых ВП, выявленное у ликвидаторов по сравнению с нормой для всех компонентов, может отражать уменьшение ресурсов внимания и памяти [30, 31]. Это характерно как для пожилых людей, так и пациентов с различными формами психических нарушений [32, 33]. Обращает внимание то, что максимальные различия были выявлены у ликвидаторов по сравнению с нормой в ситуации пассивного прослушивания стимулов, а не во время их счета. Вероятно, это связано с высокой мотивацией ликвидаторов на успешное выполнение заданий и привычкой точно выполнять все инструкции. В ситуации пассивного прослушивания стимулов, когда не надо было выполнять никаких заданий, реальные различия функционального состояния мозга и ресурсов внимания по сравнению со здоровыми людьми могли проявляться наиболее отчетливо.

Известно, что величина ЛП отражает скорость протекания информационных процессов и эти параметры ВП являются наиболее информативными для оценки возрастных и патологических изменений когнитивных функций [11, 23, 24]. У ликвидаторов выявлен более сложный характер изменения этого параметра по сравнению с амплитудой. Показано, что значения ЛП ранних компонентов (N1 и N2) у ликвидаторов были меньше, чем в норме. Укорочение компонента N1 может свидетельствовать об ослаблении тормозных процессов, нарушении непроизвольного внимания и объяснить состояние астенизации, характерное для всех обследованных ликвидаторов, что отражено в их медицинских документах. Сходные нарушения тормозных процессов характерны также и для пожилых людей [21, 23, 24].

Максимальные нарушения как амплитудных, так и временны`х характеристик N1 компонента у ликвидаторов проявлялись в лобных областях левого полушария. Согласно данным литературы, у здоровых испытуемых именно в этих областях мозга регистрируется максимальное увеличение амплитуды и ЛП компонента N1 при концентрации внимания, что может предполагать активирование процессов непроизвольного внимания и включение его ресурсов в ситуации повышенной готовности к реагированию на значимые стимулы. Выявленные регионарные изменения реактивных перестроек ЛП ВП у ликвидаторов согласуются с предыдущими исследованиями ЭЭГ в виде максимального снижения когерентности в левом полушарии, сопровождающегося уменьшением межполушарной асимметрии мозга [36]. Снижение межполушарной асимметрии у пожилых людей сформулировано R. Cabeza в виде HAROLD-модели (interhemispheric reduction of asymmetry in old age), соответствуя представлениям отечественных исследователей о механизмах старения мозга [6, 14].

Особого внимания заслуживает анализ изменений ЛП компонента N2 в виде выраженного укорочения, особенно в правом полушарии, во всех экспериментальных ситуациях, отведениях и для всех стимулов у ликвидаторов по сравнению с нормой. Этот факт может отражать нарушение когнитивных процессов на стадии синтеза информации. Согласно данным литературы [25], источники N2 компонента чаще всего определяются в передних отделах цингулярной коры или фронто-центральной области, особенно справа. Наряду с этим временны`е характеристики N2 компонента укладываются во временны`е характеристики τ-диапазона ЭЭГ, генез которой связывают с лимбической системой мозга и гиппокампом [27, 34]. Известно, что эти структуры мозга определяют эмоциональное состояние и процессы памяти человека [23, 34]. Результаты настоящего исследования с использованием корреляционного анализа выявили взаимосвязь между значениями ЛП N2 компонента с отсроченной, долговременной памятью. Можно предполагать, что полученные в настоящем исследовании данные отражают выраженную дисфункцию лимбической системы у ликвидаторов, сопровождающуюся описанными выше нарушениями. Значения ЛП компонента P3 в целом были более высокими у ликвидаторов, чем у возрастной нормы, и эти изменения коррелировали с нарушением сложной когнитивной деятельности, что соответствует данным литературы [27, 34].

Интересным является то, что изменения параметров слуховых ВП у ликвидаторов коррелировали с нарушением не только когнитивных, но и моторных функций. Было обнаружено, что чем сильнее укорачивались значения ЛП N1 у ликвидаторов по сравнению с нормой, тем более нарушенным был праксис позы правой руки. Это согласуется с результатами исследователей, выявивших взаимосвязь между изменениями амплитудно-временны`х показателей N1 со скоростью реакции и числом ошибок при ответе правой рукой у здоровых испытуемых [22]. В отличие от этого укорочение ЛП, а также снижение амплитуды компонента N2, коррелировало с ухудшением праксиса позы левой руки. Это согласуется с данными, полученными при сопоставлении ВП и фМРТ (функциональной МРТ) исследований у здоровых людей в условиях go/no paradigm: при оценке контроля моторных функций увеличению амплитуды N2 компонента ВП соответствовала активация правой фронтальной области [25]. Представленные в настоящем исследовании данные позволяют полагать, что выраженные изменения параметров N2 компонента ВП у ликвидаторов отражают не только нарушения эмоционального статуса и процессов памяти, но и контроля отдельных моторных функций.

Таким образом, у ликвидаторов аварии на ЧАЭС выявляются нарушения высших психических и моторных функций, свидетельствующие о дисфункции корковых и подкорковых структур, а также нарушения межполушарного взаимодействия. Снижение амплитуды всех компонентов ВП и укорочения ЛП ранних компонентов — N1 и N2 на все стимулы, независимо от их значимости у ликвидаторов по сравнению с возрастной нормой, может отражать ослабление ресурсов внимания, процессов торможения и формирование «неэкономного» типа реагирования на афферентные стимулы. Это сочетается c увеличением ЛП компонента P3, сопровождающегося нарушением памяти различных модальностей и сложных видов когнитивной деятельности. Полученные результаты в целом поддерживают гипотезу об ускоренном старении мозга человека у ликвидаторов аварии на ЧАЭС в отдаленные сроки после воздействия малых доз радиации.