Книги по психологии

ЭЭГ КАК ОТРАЖЕНИЕ ПРОГРАММЫ МОЗГОВОЙ АКТИВНОСТИ
М - МОЗГ и психическая деятельность

К. К. МОНАХОВ

Вопросы, обсуждаемые в статье, связаны с основной проблемой клинической ЭЭГ в психиатрии — возможностью отражения пси­хических процессов и их патологии в электрической активности мозга.

На ранних этапах развития техники ЭЭГ исследователи возла­гали надежды на то, что при достаточно подробном анализе волно­вых форм можно будет увидеть отражение психических процес­сов. Это не оправдалось. На смену пришло представление о том, что психические процессы могут найти отражение в реактивных изменениях электрической активности, и в частности в реактивных потенциалах. Это направление продолжает разрабатываться и до настоящего времени.

Много исследований было проведено с использованием психо­логических проб при регистрации ЭЭГ. Вопрос, однако, заключа­ется в том, какой анализ электрической активности наиболее аде­кватен для получения результатов, сопоставимых с физиологиче­скими и психологическими данными.

В последние два десятилетия благодаря вычислительной тех­нике исследователи опять вернулись к попыткам найти отражение специфических мозговых процессов в электрических характеристи­ках. В основном машинный анализ ЭЭГ направлен па получение первичных характеристик ЭЭГ, таких, как амплитуда, частота, конфигурация волп и пр. Для этого применяются два вида анали­за: анализ, основанный на преобразованиях Фурье^и других фор­мально математических методах, и компьютерный вариант тра­диционного анализа, принятый в клинике [6]. После этого этапа анализа часть нсследователей применяют фатсторный анализ, дискриминантный анализ, метод конъюнктивных сочетаний и дру­гие методы, направленные на изучение электрической деятельно­сти мозга как целостной системы [5, 3].

По-впдпмому, сейчас можно констатировать, что в ЭЭГ отра­жаются самые общие процессы мозга, связанные с поведением и психической деятельностью, но не несущие в себе информацию о характере этой деятельности и даже о физиологическом механиз­ме ее. Можно привести много примеров, когда регистрация ЭЭГ при разных поведенческих реакциях показывала лишь изменение частотно-амплитудного спектра ЭЭГ, свидетельствующего об из­менении состояния регистрируемых структур, но эти изменения были иеспецифическими.

Мы считаем, что ЭЭГ неинформативна в отношении механиз­мов поведенческих реакций животных и человека. Во-первых, про­исхождение суммарной электрической активности обусловлено многими факторами. Она зависит как от синаптических, дендрит­ных, глиальных процессов, так и от метаболических процессов. Все это существует в объемном проводнике сложного состава с реактивными емкостями и сопротивлениями, с дипольно-ориенти- ровапными элементами, поэтому об отражении в суммарной элек­трической активности нейрофизиологических механизмов и даже просто функционального состояния структур говорить чрезвычай­но трудно. Во-вторых, даже если принять, что отражение физио­логических механизмов в ЭЭГ возможно, то современное понима­ние физиологических механизмов поведенческих реакций осно­вывается па том, что этот механизм охватывает согласованную деятельность многих морфо-функциональных структур, которые в своей системной организации обеспечивают механизм поведенче­ского или психического акта [1—3,8,10],и, следовательно в кон­кретной структуре можно было бы увидеть только какую-то часть этого механизма в отрыве от целого. Естественно, что это не может дать удовлетворительной информации о нейрофизиологических механизмах.

Мы предложили концепцию функциональной стратификации мозговых процессов и соответствующий системно-структурный анализ [3]. Поскольку основная задача клинической нейрофизио­логии в психиатрии заключается в поисках возможной корреляции между психическими и нейрофизиологическими феноменами, были сформулированы три тезиса, характеризующие методический под­ход: 1) клинико-нейрофизиологический метод как синтез двух различных методов; 2) использование положений общей теории систем для регистрации, анализа и интерпретации получаемых данных; 3) концепция функциональной стратификации как осно­ва организации исследования.

1. В нейрофизиологии и в клинической психиатрии имеются свои методические приемы и свои системы оценок, поэтому кли­нико-нейрофизиологический метод, по-существу, представляет со­бой смешение принципиально различных методов.

Для нейрофизиолога привычным является оперирование част­ными и конкретными характеристиками, такими, как частота, амплитуда, конфигурация волн и др. Если даются более общие ха­рактеристики электрической активности мозга, например ритмич­ность, синхронность, активация — дезактивация, фрагментарность, то эти последние выводятся на основании тех же элементарных параметров электрической активности. Психиатру свойственно опе­рирование интегральными понятиями, которые наполнены для него не только общепринятым смыслом, но и тем, что он накопил в результате индивидуального опыта. Учитывая сказанное, нам представляется, что наиболее рациональным было бы принятие стандартизированной системы оценок нейрофизиологических и клинических данных. Обязательным условием при этом является максимальная точность и простота характеристик с тем, чтобы исключить множественность их толкования.

Существенным является и то, что нейрофизиолог, исследуя электрическую активность мозга, изучает наличное состояние, т. е. он делает как бы одномоментный срез. Клиницист при своем ис­следовании не только использует оценку настоящего состояния, но и привлекает косвенные данные о состоянии пациента до нача­ла заболевания, о начале заболевания и его течении, т. е. дает характеристику, протяженную во времени, поэтому адекватным объектом исследования могло бы явиться наличное психическое состояние пациента на момепт нейрофизиологического исследова­ния. Этим будет обеспечена правомерность сопоставления данных нейрофизиологического и клинического исследований, которые одновременно описывают объект исследования.

Построение общей концепции в психиатрии и нейрофизиологии также существенно различается. Психиатр, формулируя клиниче­скую концепцию, как правило, остается в рамках тех понятий, той системы оценок, которую он применил при исследовании, даже если он сопоставляет свою концепцию с другой клинической кон­цепцией. Нейрофизиолог, работающий в области психиатрии или психологии, должен обязательно выйти яа рамки нейрофизиологи­ческой системы понятий и соотнести свою концепцию с клиниче­ской или психологической, с одной стороны, и дать объяснение изучаемому феномену на уровне понятий более элементарных ней­рофизиологических или биологических процессов — с другой.

Оставляя в стороне вопрос о рассмотрении самих нейрофизио­логических процессов на более элементарном уровне биологиче­ской организации, мы хотели бы сосредоточить внимание на соотнесении нейрофизиологических и психических процессов. Объединяющим нейрофизиологический и клинический подходы

2 Мозг и психическая деятельность является клиническое понятие «синдром». Синдром определяется А. В. Снежневским [7] как биологическая функциональная струк­тура, т. е. система отношений в строении целого, система, состоя­щая из частей (симптомов), определенным образом взаимосвязан­ных между собой. Аналогично понятию синдрома в клинике мы ввели понятие «нейрофункциональная система» (или ЭЭГ-синд - ром), которую определяем как закономерную и устойчивую в опре­деленном отрезке времени целостную структуру нейрофизиологи­ческих процессов, сопровождающуюся специфическими психиче­скими и поведенческими проявлениями.

2. Если мы определили наше отношение к механизмам психи­ческих и поведенческих актов как к результату согласованной си­стемной деятельности разных морфо-функциональных структур, то рассмотрение всех феноменов, будь то на уровне нейрофизиоло­гических процессов или на уровне высшей нервной деятельно­сти, или на уровне высших психических явлений, должно основываться на анализе их взаимосвязанной совокупности. Ес­тественно, что такого рода исследования доляшы основываться на единых методических установках. Такую возможность обеспечи­вает использование некоторых категорий общей теории систем: таких, как элемент, структура, целостность. В приложении к ЭЭГ элемент представляет собой простейшую характеристику электри­ческой активности (например амплитуда, частота и пр.). Важно только, чтобы избранный элемент не подвергался дальнейшему дроблению в рамках выбранной системы. Структура представляет собой тип связи элементов (например координация—субординацият корреляция, одновременность, последовательность и пр.). Наконец, под целостностью мы понимаем новую характеристику системы,, которая возникает не как простая сумма составляющих ее свойств,, а как новое интегральное качество.

3. Концепция функциональной стратификации позволяет оп­ределить логическое соотношение между разными мозговыми про­цессами, включая нейрофизиологические и психические. Все про­цессы мозга могут быть рассмотрены в некоторой системной иерархической последовательности. В основе этой иерархии лежат процессы молекулярного уровня — биохимические и биофизиче­ские, на вершине ее — процессы психической деятельности. Меж­ду ними находятся нейрофизиологические процессы, которые мы тестируем электрографическим способом, затем — процессы, кото­рые мы охватываем понятием «высшая нервная деятельность» и которые, с одной стороны, рассматриваются как процессы физио­логические, а с другой — в наиболее сложных своих проявлениях как процессы, принадлежащие к уровню психических процессов. Чем выше уровень биологической организации, тем ближе он к уровню психических процессов.

Процессы каждого уровня распределяются в виде ранжирован­ных по степени сложности страт. Понятием страта объединяются процессы одинаковой или близкой структурно-функциональной организации. Каждый стратифицированный уровень имеет как бы


Два полюса — нижний, наиболее элементарный и верхний, наиболее •сложный. Например, уровень нейрофизиологических процессов может быть представлен как состоящий из страты процессов си­наптической передачи, активности одиночных клеток, ритмиче­ских электрических процессов, электрической активности опре­деленных структур (центров), нейрофункциональных структур (НФС) различной степени сложности. Подобным же образом мож­но представить стратификацию психического уровня в терминах клинической психиатрии. Например, симптомы, кластры симпто­мов, синдромы, нозологические единицы. Описание уровней и страт »зависит от задачи исследования, позиции исследователя и совре­менного уровня наших знаний о мозговых процессах.

В основу подобной стратификации, так же как и в основу иерархии уровней положен принцип, согласно которому интерпре­тация феноменов определенной страты можот быть дана в терми­нах и понятиях нижележащей страты. В свою очередь, феномены этой нижележащей страты могут быть интерпретированы с точки зрения закономерностей еще более элементарной страты. Возмож­ная связь между двумя уровнями может быть исследована с по­мощью сопоставления наиболее сложной страты нижележащего уровня с наиболее элементарной стратой вышележащего уровня. •Следовательно, чтобы описать нейрофизиологические процессы, лежащие в основе психической активности, необходимо обратить - внимание на ту страту, которая состоит из наиболее сложных про­цессов.

Рассмотренные выше тезисы являются основой системно-струк­турного анализа ЭЭГ в психиатрии. Практически он состоит из двух последовательных этапов; а) определение и выделение эле­ментарных характеристик ЭЭГ (элементов системы) и б) собствен­но системно-структурный анализ, состоящий из построения эмпи­рической модели системной организации электрической активно­сти мозга (получение НФС или ЭЭГ-синдрома). Для первичного. анализа мы не используем специальных математических методов, ■а применяем компьютерный вариант традиционного анализа, при­нятого в клинической ЭЭГ.

Совместно с профессором^ К.1 Перрисом из Швеции и нашими сотрудниками мы провели исследование электрической активности у здоровых людей и больных шизофренией и депрессивными синд­ромами разной этиологии [11—14]. В результате исследований "были получены так называемые биоэлектрические структуры (БЭС) и нейрофункциональные системы (НФС). БЭС состоят из взаимосвязанных первичных характеристик электрической актив­ности разных областей мозга. НФС представляют собой системы БЭС, которые стабильно присутствуют в ЭЭГ при определенных •психических состояниях или при целенаправленных поведенче - ■ских актах.

Подобные НФС были выделены при непрерывной и периоди­ческой формах шизофрении [4], при депрессивных синдромах разной этиологии [14] и при отдельных симптомах депрессивного синдрома [И, 13]. Во всех этих случаях НФС были достаточна характерны, чтобы с их помощью классифицировать материал по принадлежности к той или иной группе психопатологических со­стояний. Аналогичное исследование было проведено при выработ­ке следового условного; двигательного рефлекса у здоровых людей и больных шизофренией [4].

То, что с помощью этих системных характеристик можно было - инструментально определить и классифицировать различные психопатологические состояния и поведенческие феномены, свиде­тельствует об отражении в ЭЭГ существенных характеристик нейрофизиологических механизмов, лежащих в их основе.

Как показали исследования системной организации электриче­ской активности при психопатологических синдромах, можно дать только самое общее заключение о физиологических механизмах, этих состояний. Нами оно было сделано в терминах павловской фи­зиологии, в терминах возбуждения и торможения и пространствен­ного распределения этих процессов. Пока нам не удалось дать бо­лее подробный анализ. Для понимания сущности заболевания это­го, естественно, недостаточно. Но даже и эта интерпретацид бази­руется на условной посылке о том, что быстрая активность свиде­тельствует о преобладании возбудительных процессов в субстрате,, а медленная активность — о преобладании тормозных процессов.

Эти соображения заставляют нас еще раз вернуться к вопросу

О том, что же отражает общая электрическая активность мозга — ЭЭГ? Очевидно, НФС имеют отношение к физиологическим меха­низмам, поскольку ее характеристики закономерно связаны с ха­рактеристиками психического состояния. Но выявленная связь основывается не на собственно физиологических механизмах — их не удалось описать — она основывается на пространственно-вре­менной организации функциональных частей этого физиологиче­ского механизма, отраженного в электрографических феноменах.

Чтобы пояснить эту мысль, я приведу аналогию. Если мы име­ем достаточно сложный аппарат, то его1 работу можно исследовать в двух аспектах: в аспекте взаимодействия его функциональных частей, или блоков, и в аспекте механизмов внутреннего устрой­ства. Для первого достаточно использовать некоторые внешние по­казатели его работы, например измерение температуры, издавае­мого звука, электрических потенциалов. Составленное описание - работы прибора будет достаточным для того, чтобы отличить дан­ный прибор' от другого или характеризовать «поведение» прибора в разных условиях. Для второго аспекта — понимания механизмов - внутреннего устройства — мы должны изучить каждый блок, объ­яснить его специфическую функцию, функциональные связи меж­ду блоками. После этого можно дать полное описание принципа работы аппарата и его назначение.

Таким же образом и перед нейрофизиологами, работающими в; области психиатрии, стоят две задачи: требуется, во-первых, дать описание содержательной стороны физиологического механизма и,, во-вторых, описать его организационную структуру. Мы обозначи­

Те


Ли этот второй аспект физиологического механизма как «нейро - функциональная программа» деятельности мозга. С помощью ЭЭГ изучается нейрофункциональная программа; содержательная, ка­чественная сторона механизма, возможно, будет изучена другими нейрофизиологическими и биологическими методами.

Исследование и описание нейрофункциональных программ при разных психопатологических состояниях позволяет создать более адекватную классификацию в клинике — клинико-нейрофизиоло­гическую классификацию; определять психотропные свойства но­вых лекарственных средств непосредственно в исследованиях на людях; осуществлять предикацию эффективности препаратов при лечении больных. Все это уже проводится сейчас на основе изуче­ния лишь программного аспекта без достаточного знания внутрен­них физиологических механизмов заболевания или функциональ­ного состояния [9]. Понимание ЭЭГ как показателя организацион­ной структуры мозговых процессов позволяет определить возможности и ограничения метода ЭЭГ\ и концентрировать уси­лия на реально достижимых результатах. Этот же методический подход, как мы думаем, может быть использован и в области при­кладной психологии.

Литература

1. Анохин П. К. Очерки физиологии функциональных систем. М.: Наука, 1975. 447 с.

2. Ливанов М. Н. Пространственная организация процессов головного моз­га. М.: Наука, 1972. 182 с.

3. Монахов К. К. Концепция функциональной стратификации в исследова­ниях психической и высшей нервной деятельности.— ЖВНД, 1976, т. 26, с. 4—7.

4. Монахов К. К., Румянцева Л. К., Лобачева В. П. Пространственно-времен­ная система связей вызванной активности при условно-рефлекторной дея­тельности -человека.— ЖВНД, 1973, т. 23, с. 366—374.

5. Монахов К. К., Эпштейн Г. Л., Никифоров А. И., Бочкарев В. К. Фор­мальные математические методы при исследовании связей электрической активности мозга и психических феноменов.— ЖВНД, 1974, т. 24, вып. 3, с. 202—208.

6. Никифоров А. И., Бочкарев В. К. Первичный анализ ЭЭГ человека с по­мощью малых ЭВМ.— Журн. невропатологии и психиатрии им. С. С. Кор­сакова, 1974, т. 74, с. 288—290.

7. Снежневский А. В. Симптоматология и нозология.—В кн.: Шизофре­ния-клиника и патогенез. М.: Медицина, 1969, с. 5—15.

8. Швырков В. Б. Нейрофизиологические исследования системных механиз­мов поведения. М.: Наука, 1978. 240 с.

9. Itil Т. М. Quantitative pharmaco-EEG in the discovery of psychotropic pro­perties of drugs.— In: Neuro-psychopharmacology. Oxford, 1978, p. 1183— 1193.

10. Monakhov K. K. The Pavlovian theory in psychiatry: Some recent develop­ments.— In: Modern perspectives in world psychiatry. Edinburgh: Oliver and Boyd, 1968, vol. 2, p. 531—545.

11. Monakhov K., Perris C. Neurophysiological correlates of depressive sympto­matology.— Neuropsychobiology, 1980, vol. 6, p. 268—279.

12. Monakhov K., Perris C., Botskarev V. et al. Functional interhemispheric differences in relation to various psychopathological components of depres­sive syndromes.—Neuropsychobiology, 1979, vol. 5, p. 143—155.


IS. Perris C., Monakhov K. Depressive symptomatology and systemic-structural analysis of the EEG.— In: Gruzelier and Flor-Henry, Hemisphere asymmet­ry of function in psychopathology. Amsterdam: Elsevier, 1979, p. 223—236.

14. Perris C., Monakhov K., Knorring L. et al. Systemic-structural analysis of the EEG of depressed patients.— Neuropsychobiology, 1978, vol. 4, p. 207— 228.