Подходом, выявляющим возможность взаимодействия мозга и сердца в формировании ритма сердца, является проба сердечно-дыхательного синхронизма [5]. Ее суть состоит в том, что при кратковременном высокочастотном дыхании пациента в такт команде (световому или звуковому индифферентному раздражителю) в диапазоне частот, соизмеримых с исходной частотой сердцебиений, возникает сердечно-дыхательный синхронизм. На каждое дыхание сердце через строго определенный промежуток времени совершает одно сокращение. Изменение частоты дыхания приводит к синхронному изменению частоты сердечных сокращений [5]. Таким образом, изменяя частоту дыхания, можно управлять ритмом сердца.
Изучить центральное звено иерархической системы ритмогенеза сердца человека можно путем выявления изменений параметров сердечно-дыхательного синхронизма при поражении (атрофии) тех или иных участков коры мозга вследствие перенесенного локального ишемического инсульта.
Кора головного мозга исследовалась в связи с тем, что она в первую очередь задействована при проведении пробы сердечно-дыхательного синхронизма, - человек дышит в такт команде.
В этом плане интерес представляют больные, имеющие один очаг атрофии мозга. Очаг атрофии у таких пациентов находился в разных областях коры головного мозга, подтвержденный компьютерной томографией или магнитно-резонсной томографией, с характерной очаговой симптоматикой.
Цель работы - установить физиологическую роль структур коры головного мозга в реализации пробы сердечно-дыхательного синхронизма у больных, перенесших локальный ишемический инсульт.
Материал и методы исследования
Компьютерная томография и магнитно-резонансная томография головного мозга проводились во всех случаях сразу при поступлении пациентов с инсультом в стационар. Они позволяли определить тип инсульта: ишемический или геморрагический. Применяли стандартный протокол сканирования, включающий получение TIRM (Turbo Inversion Recovery Magnifucle) и ^-взвешенных изображений (T2-B^ в аксиальной плоскости, ^-взвешенных изображений (^-БИ) в сагиттальной и коронарных плоскостях.
Через 5-6 месяцев у больных, перенесших ише- мический инсульт, томографию повторяли. При наличии одного локального участка атрофии мозга примерно одного размера у 55 отобранных пациентов проводили пробу сердечно-дыхательного синхронизма на приборе «ВНС-Микро» посредством системы для определения сердечно-дыхательного синхронизма у человека [6]. Определяли параметры сердечно- дыхательного синхронизма: диапазон синхронизации, длительность развития сердечно-дыхательного синхронизма на минимальной границе диапазона синхронизации [5]. Полученные данные и расчетные величины обрабатывали статистическими методами непрямых разностей.
Результаты исследования и их обсуждение
У 7 больных с локализацией очага атрофии участка мозга в области первичной моторной (поле 4) или премоторной коры (поле 6) [2] при проведении пробы сердечно-дыхательный синхронизм развивался сразу. В то же время диапазон синхронизации был меньше (таблица), чем у здоровых людей, на 50,4 %, а длительность развития синхронизации на минимальной границе диапазона - больше на 45,5 %. Первичная моторная кора и премоторная кора отвечают за планирование и контроль движений [1].
У 6 больных с очагом атрофии в пре- фронтальной области мозга сердечно-дыхательный синхронизм развивался не сразу. Больной не может сразу дышать в такт задаваемому сигналу. Требуется время для его «врабатывания». Поэтому сердечно- дыхательный синхронизм не возникает с первой попытки. Благодаря отвлечению на внешние стимулы, больные то дышат в такт, то не в такт, а отсюда - в одной пробе сихро- низация есть, в другой - нет.
Такая динамика развития сердечно-дыхательного синхронизма связана с тем, что префронтальная кора - обширная область коры, включающая третичные поля (полифункциональные ассоциативные зоны), отвечает преимущественно за решение интеллектуальных задач и контроль за поведением. Поэтому больные с поражением префронтальной области коры не могут сконцентрироваться на выполнении задания и очень легко отвлекаются на внешние стимулы. Они могут выполнять сложные задания только частично [1].
Диапазон синхронизации у этих больных был меньше, чем у здоровых людей, на 45,5 %, а длительность развития синхронизации на минимальной границе диапазона - больше на 30,5 %.
Параметры сердечно-дыхательного синхронизма (СДС) у больных, имеющих атрофию участка коры мозга вследствие перенесенного 5-6 месяцев назад лакунарного ишемического инсульта (M ± m)
|
Параметры |
Здоровые |
Больные |
|||||
|
Кора |
|||||||
|
лобная |
височная |
затылочная |
теменная |
||||
|
моторная и премо- торная |
префрон- тальная |
|
|
передняя |
задняя |
||
|
n = 7 |
n = 6 |
n = 13 |
n = 6 |
n = 9 |
n = 14 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Диапазон синхронизации в кардио- респираторных циклах в минуту |
14,3 ± 1,1 |
7,1 ± 0,3 Pj < 0,001 |
7,8 ± 0,4 P2 < 0,001 P3 > 0,05 |
8,1 ± 0,2 P4 < 0,001 P45 > 0,05 P, > 0,05 6 ´ |
6,7 ± 0,3 P7 < 0,001 P78 > 0,05 P„ > 0,05 P190 > 0,05 |
8,0 ± 0,2 P.. < 0,001 P12 > 0,05 Pn > 0,05 Pm > 0,05 14 P15 > 0,05 |
СДС нет |
|
Длительность развития син- хрониизации на минимальной границе диапазона в кардиоциклах |
12,1 ± 1,1 |
17,6 ± 0,6 P1 < 0,001 |
15,8 ± 0,9 P2 < 0,001 P3 > 0,05 |
16,5 ± 0,4 P4 < 0,001 P45 > 0,05 P, > 0,05 6 |
16,8 ± 0,6 P7 < 0,001 P78 > 0,05 P„ > 0,05 P190 > 0,05 |
16,6 ± 0,4 P11 < 0,001 P12 > 0,05 P13 > 0,05 P13 > 0,05 14 P15 > 0,05 |
СДС нет |
|
Примечание. Pj - достоверность между столбцами 1 и 2. Соответственно: P - между столбцами 1 и 3; P3 - между столбцами 2 и 3; P4 - между столбцами 1 и 4; P5 - между столбцами 2 и 4; P6 - между столбцами 3 и 4; P7 - между столбцами 1 и 5; P8 - между столбцами 2 и 5; P9 - между столбцами 3 и 5; P10 - между столбцами 4 и 5; P11 - между столбцами 1 и 6; P12 - между столбцами 2 и 6; P13 - между столбцами 3 и 6; P14 - между столбцами 4 и 6; P15 - между столбцами 5 и 6. |
Значения параметров сердечно-дыхательного синхронизма у больных с локализацией очага атрофии участка мозга в области первичной моторной, премоторной коры и префронтальной коры свидетельствуют о снижении регуляторно-адаптивных возможностей, по сравнению со здоровыми людьми, из-за последствий перенесенного инсульта.
При локализации очага атрофии в височной доле коры головного мозга (13 больных) сердечно-дыхательный синхронизм возникал не сразу. Больные не могли сразу дышать в такт команде, а затем после нескольких попыток начинали дышать в такт команде, и у них возникал сердечно-дыхательный синхронизм. Такая динамика развития сердечно-дыхательного синхронизма, по-видимому, связана с нарушением слухового внимания [3]. Сами параметры сердечно-дыхательного синхронизма снижены по отношению к норме. Так, диапазон синхронизации у этих больных был меньше, чем у здоровых людей, на 43,4 %, а длительность развития синхронизации на минимальной границе диапазона - больше на 36,4 %.
У 6 больных с локализацией очага атрофии в затылочной области коры головного мозга при проведении пробы сердечно-дыхательный синхронизм не возникал. Больные не могли дышать в такт команде (световой раздражитель). Если команда подавалась в виде звука и больной дышал в такт звуковому раздражителю, то сердечно-дыхательный синхронизм возникал. Это связано с нарушением центрального звена зрительного анализатора в затылочной доле.
Диапазон сердечно-дыхательного синхронизма у этих больных был меньше, чем у здоровых людей, на 53,1 %, а длительность развития синхронизации на минимальной границе диапазона была больше на 38,8 %.
При проведении пробы у 14 больных с очагом атрофии в задней части теменной доли коры сердечно-дыхательный синхронизм не возникал. Как известно,задняя часть теменной доли относится к третичным корковым полям (полифункциональные ассоциативные зоны). Она отвечает за интеграцию соматоменсорной и зрительной информации для выполнения сложных движений [1]. При повреждении участков задней части теменной доли коры, по- видимому, у наблюдаемых больных имели место синдромы разобщения в результате поражения волокон, связывающих различные корковые поля. Больные не могли правильно повторять движения врача, то есть выполнять действия по подражанию [3].
Для выполнения заданий, в том числе проведении пробы сердечно-дыхательного синхронизма, мозг должен получать целостное восприятие. Это должно сопоставляться с афферентными зрительными и слуховыми сигналами и с программой целенаправленных движений, создаваемой в головном мозге. Задняя часть теменной доли играет главную роль в осуществлении этих сложных интегративных процессов. Больные не могли дышать в такт задаваемому сигналу, и феномен сердечно-дыхательного синхронизма у них не возникал.
У 9 больных с очагом атрофии в передней части теменной доли коры при проведении пробы сердечно-дыхательный синхронизм развивался сразу. Передняя часть теменной доли относится к третичным корковым полям (полифункциональные ассоциативные зоны). Средняя часть теменной доли отвечает за переработку соматосен- сорной информации (поля 1, 2, 3 и 5) [2].
Диапазон сердечно-дыхательного синхронизма у этих больных был меньше, чем у здоровых людей, на 44,1 %, а длительность развития синхронизации на минимальной границе диапазона была больше на 37,2 %.
Выводы
- 1. Значения диапазона синхронизации, длительности развития синхронизации на минимальной границе диапазона у больных через 6 месяцев после ишемических инсультов с разной локализацией участков атрофии в коре головного мозга достоверно не различаются. В то же время они указывают на снижение у больных, по отношению к здоровым людям, регуляторно-адаптивных возможностей.
- 2. У больных с разной локализацией участков атрофии в коре головном мозга различия в возникновении сердечно-дыхательного синхронизма (сразу или с нескольких попыток, динамика возникновения сердечно-дыхательного синхронизма в ходе проведения пробы) или невозможность возникновения сердечно-дыхательного синхронизма при проведении пробы отражают локализацию очага повреждения мозга.
Рецензенты:
- Абушкевич В.Г., д.м.н., профессор, профессор кафедры нормальной физиологии ГОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздравсоцраз- вития РФ, г. Краснодар;
- Заболотских Н.В., д.м.н., профессор, врач функциональной диагностики ГУЗ «Краевая клиническая больница №1 им. профессора С.В. Очаповского» департамента здравоохранения Краснодарского края, г. Краснодар.
Работа поступила в редакцию 30.05.2011.