Главная / Физиология человека / ЦНС / Исследование функций ЦНС / Электрофизиологические методы

Электрофизиологические методы

При изучении состояния и деятельности разных отделов центральной нервной системы получены особо ценные результаты путем регистрации биоэлектрических явлении. Такие исследования проводят как в острых, так и в хронических опытах на животных, а также во время нейрохирургических операций и диагностических процедур у человека. Во всех этих случаях применяют электроды. Их прикладывают к коже головы или к обнаженной поверхности того или иного отдела головного или спинного мозга. К глубоколежащим нервным центрам электроды подводят с помощью стереотаксической аппаратуры.

Размеры и формы электродов могут быть различны в зависимости от задачи исследования. Если требуется отводить электрические потенциалы от ограниченной группы клеток, то применяют металлические или стеклянные электроды толщиной в несколько микронов. Металлические электроды представляют собой тонкую проволоку, покрытую изолирующим лаком по всей ее длине, за исключением кончика; стеклянные же электроды — микропипетки, заполненные трехмолярным раствором KCL. Применяют как моно-, так и биполярные отведения. В первом случае один электрод подводится к исследуемому участку центральной нервной системы, а второй — больших размеров— помещают на расстоянии от первого, обычно на поверхности кожи. При биполярном отведении оба электрода прикладывают к исследуемому участку.

Для исследования состояния центральной нервной системы при некоторых ее заболеваниях в настоящее время применяют введение в разные участки головного мозга больного большого числа тонких золотых или платиновых проволок — электродов, концы которых выводят на поверхность черепа. Таким способом по характеру электрической активности разных участков мозга судят о локализации патологического очага (Грей Уолтер, Н. П. Бехтерева). После этого, пропуская через пораженный участок мозга с помощью введенного в него проволочного электрода сильный постоянный ток, вызывают электролитическое разрушение патологического очага.

При электрофизиологическом исследовании центральной нервной системы регистрируют фоновую, или так называемую спонтанную, электрическую активность и ее изменения под влиянием различных афферентных раздражении. Изучают также электрическую импульсацию в центробежных нервах, несущих импульсы на периферию, или же во внутрицентральных проводящих путях, передающих импульсы от одного участка центральной нервной системы к другим.

Фоновая электрическая активность наблюдается во всех отделах центральной нервной системы и при видимом отсутствии каких-либо наносимых извне раздражений. Поэтому ее часто называют спонтанной. Она проявляется в постоянно происходящих ритмических электрических колебаниях. Одним из первых эти спонтанные колебания обнаружил И. М. Сеченов, отводивший электрические потенциалы от продолговатого мозга лягушки. Характерны для спонтанной активности нервных уентров колебания разности электрических потенциалов частотой от 10 до 40 в секунду и имеющие амплитуду при внеклеточном отведении порядка 100 мкв.

Частота и амплитуда колебаний меняются в зависимости от состояния центральной нервной системы.

Волнообразная электрическая активность представляет собой суммарное выражение различных электрических процессов, происходящих в нейронах и синапсах. Поэтому на основании ее исследования нельзя получить точного представления об интимных процессах, происходящих в исследуемой структуре мозга.

Начиная с 30-х годов, после работ Э. Эдриана, широко применяется исследование электрической реакции определенной части центральной нервной системы — участков спинного мозга, мозжечка, зрительных бугров, коры больших полушарий — в ответ на афферентные импульсы, возникающие при раздражении рецепторов или афферентных нервов. Эта электрическая реакция получила название вызванного потенциала. Peгистрация вызванных потенциалов позволяет с достаточно большой точностью исследовать пути передачи информации в различные структуры мозга и локализацию сенсорных, воспринимающих раздражение систем.

Вызванные потенциалы имеют наибольшую амплитуду и наиболе короткий латентный период в тех нервных центрах, куда поступают афферентные импульсы от определенной группы рецепторов.

Вызванные потенциалы, возникающие в этих нервных центрах, получили название первичных ответов. На рис. 225 представлены кривые не первичных ответов в разных нервных центрах при одиночном электрическом стимуле, приложенном к афферентному нерву. Характерный первичный ответ, как правило, представляет собой двухфазный потенциал амплитудой 400—600мкв. Вначале регистрируется положительное колебание длительностью 10—12 мсек; вслед за ним возникает отрицательное колебание длительностью 15—20 мсек.

Первичные потенциалы имеют строго определенную зону распространения, благодаря чему можно точно определить зону, в которую поступают определенные сенсорные сигналы. По мере удаления от этой зоны (фокуса максимальной активности) характер отводимых потенциалов меняется: удлиняется латентный период ответа, уменьшается амплитуда отдельных его фаз, увеличивается их длительность, появляются дополнительные колебания.

  Рис. 225. Кривые вызванных потенциалов (первичных ответов) при отведении от коры больших полушарий (А), заднего вентрального ядра зрительного бугра (Б), спинного мозга (В) (по Р. А. Дуриняну).

Регистрация первичных ответов при раздражении афферентного нерва двумя последовательными электрическими стимулами при разном их временном интервале позволяет измерить длительность рефрактерности тех нейронов, от которых отводится первичный ответ. Если же раздражать в разной последовательности различные нервы или рецепторы, то можно определить, поступают ли разные импульсы к одной и той же группе нейронов, т. е. можно установить, имеется ли конвергенция афферентпых путей. Таким же способом можно изучать взаимодействие нейронов, воспринимающих разные афферентные сигналы.

Помимо первичных ответов, возникающих с наиболее коротким латентным периодом, в нервных центрах, в частности в различных областях коры больших полушарий, наблюдается ряд более поздних, так называемых вторичных ответов. Последние отличаются от первичных ответов своей, как правило, более сложной конфигурацией и длительным латентным периодом. Они особенно отчетливо регистрируются у ненаркотизированных животных.

Для изучения активности отдельных нейронов и механизма синаптической передачи используется микроэлектродное отведение внутриклеточных потенциалов.

   
 
 
Copyright © 2013
Медицинский сайт панель администратора
 
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
   
Создание сайта Вебцентр