Отражение в ЭЭГ эмоциональных состояний
Человека
Изменениям ЭЭГ при различных эмоциональных
состояниях в норме и при патологии мозга посвя-
щена обширная литература [1, 2, 4, 5, 10, 14, 19, 21,
23, 37, 38, 79, 80, 86 и пр.]. Описаны ЭЭГ-индикаторы
основных характеристик нормальной эмоциональной
реакции: валентности, силы и мотивационной значи-
мости. Показано, что точность классификации
эмоциональных реакций согласно их валентности
и силе на основе данных ЭЭГ достигает 80% [40].
По данным M.Esslen и соавт. [47], каждое эмоцио-
нальное состояние сопровождается определенным
пространственно-временным паттерном изменений
электрических потенциалов мозга.
Изменения корковой ритмики при эмоциональ-
ных реакциях состоят в усилении медленноволно-
вой и гамма активности и специфическом для раз-
ных эмоций изменении альфа и бета мощности [1–4,
10, 11, 13, 14, 19, 28, 70, 80]. Так, согласно данным
Н.Б.Костюниной и В.Г.Куликова [13], эмоции страха
и горя сопровождаются депрессией альфа ритма, а
радость и гнев – его ростом. Л.И.Афтанас и соавт. [2]
обнаружили, что интенсивные реакции отвращения и
страха вызывают десинхронизацию в полосе от 10 до
18 Гц, то есть альфа2 и бета1 ритмов, что может отра-
жать роль неспецифической активации в осуществле-
нии эмоциональной реакции. W.Klimesch и соавт. [75]
указывают на депрессию альфа1 ритма в ответ на сти-
мулы тревоги, в то время как при реакции на демон-
страцию лица с выражением гнева зафиксирован рост
альфа активности [58]. Н.В.Шемякина и С.Г.Данько
[28] наблюдали генерализованный рост бета2 мощно-
сти при индукции положительных эмоций и ее сниже-
ние, локализованное в височно-центрально-теменных
отделах, при индукции отрицательных.
|
|
Изменения медленной ритмики многие авторы
связывают с оценкой эмоциональной и мотивацион-
ной значимости стимулов, а бета и гамма – с силой и,
в меньшей степени, с валентностью аффекта [1, 37,
38, 79, 80, 92]. Показано, что гамма ритм возрастает
при представлении объекта фобии и от релаксации
к нормальному бодрствованию и переживанию бес-
покойства. Причем большая гамма-мощность в пра-
вом височном отделе связана с позитивной валент-
ностью стимула, а в левом височном и теменном – с
негативной [55, 92, 93]. Вне зависимости от знака эмо-
ций, наличие эмоциональной реакции сопровожда-
ется повышением гамма ритма в правых фронталь-
ных отведениях [92]. Интересно также отметить, что
стимулам, вызывающим осознаваемое переживание,
предшествует снижение мощности гамма и, в опре-
деленной степени, бета активности в лобных регио-
нах [42]. Однако в целом, как отмечают M.Balkoni и
соавт. [37, 38], специфическая роль изменений в каж-
дом частотном диапазоне в порождении и регуляции
эмоциональной реакции остается не вполне понятной.
УДК 616.895.4+616.08
ЭЭГ-МАРКЕРЫДЕПРЕССИВНЫХ СОСТОЯНИЙ
И.А. Лапин, М.В. Алфимова
Московский научно-исследовательский институт психиатрии
Более согласованы взгляды на связь между пара-
метрами эмоциональной реакции и локализацией
изменений потенциалов мозга. Фронтальные отделы
соотносят с такими характеристиками, как валент-
ность и мотивационная значимость стимула. Лево-
полушарная асимметрия альфа мощности отражает
преобладание мотивации приближения, а правопо-
|
|
лушарная – мотивации избегания [37, 44, 89]. Задние
регионы правого полушария рассматривают в каче-
стве ключевого звена мозговой системы, отвечающей
за активационные аспекты аффекта [1, 43, 60].
Изменения мощности ритмов ЭЭГ при депрессиях
Депрессия, как особое устойчивое эмоциональное
состояние, также имеет свои ЭЭГ-маркеры. Наиболее
часто к ним относят фронтальную асимметрию альфа
мощности и регионально-специфичные изменения
мощности в медленных и бета диапазонах, а также
нарушения структуры сна [8, 72].
Характерным для депрессии является избыток
бета активности, особенно выраженный до начала
лечения [19, 50, 57, 65, 77, 82, 83, 95, 101, 105, 111,
117], что может быть отражением процессов нарас-
тания коркового возбуждения и дефицита избиратель-
ного торможения. При этом ряд авторов указывает
на существование подобной аномалии в передних
регионах [19, 95, 111, 117], а другие – в задних [50,
57], хотя отмечается, что повышение спектральных
характеристик быстроволновой активности может
быть связано с выраженной тревожностью в исследо-
ванных группах. При депрессиях нередко отмечается
рост альфа активности [50, 57, 66, 100]. V.E.Pollok и
L.S.Schneider [100] в своем обзоре пришли к выводу,
что более половины проведенных исследований
указывают на возрастание бета и альфа мощности
при депрессиях. Гамма мощность также увеличена,
преимущественно в передних областях [27].
Данные относительно медленноволновой актив-
ности неоднозначны. Согласно ряду авторов [57, 77,
78, 82, 83, 101], типичным для депрессии является
возрастание представленности медленной активно-
|
|
сти в теменно-затылочных отделах (вместе со сниже-
нием там альфа активности) или в правом полуша-
рии. Также A.Fernández и соавт. [48] в качестве клю-
чевой характеристики, дискриминирующей неле-
ченных депрессивных больных от здоровых, назы-
вают повышение плотности диполей дельта волн в
правом затылочном регионе. B.Saletu и соавт. [105]
обнаружили у женщин с депрессивным расстрой-
ством снижение абсолютной и увеличение отно-
сительной мощности и снижение средней частоты
дельта и тета волн. Другие исследователи указы-
вают на минимальные отличия депрессивных боль-
ных от нормы по медленноволновой активности [65]
либо отмечают недостаток дельта и тета мощности,
в частности, в лобных регионах [19, 50]. С помощью
электромагнитной томографии низкого разреше-
ния J.F.Lubar и соавт. [85] обнаружили у депрессив-
ных больных левостороннюю асимметрию плотно-
сти источников альфа ритма в центральных, височ-
ных и фронтальных регионах и снижение плотности
источников дельта волн в правом височном регионе.
Нужно отметить, что описанные особенности
касаются преимущественно спонтанной электриче-
ской активности. При нагрузках различия между нор-
мой и депрессивными состояниями могут как умень-
шаться, так и увеличиваться. В частности, во время
задания мысленно воспроизводить эмоции радости и
печали у больных с первым депрессивным эпизодом
отличия от нормы по мощности дельта, тета, альфа
и бета ритмов сокращались [19]. При когнитивных
нагрузках, адресованных правому и левому полу-
шарию, расширялась локализация различий между
больными и здоровыми по гамма активности [27].
Фронтальную асимметрию альфа мощности на
протяжении многих лет рассматривали в качестве
главного индикатора эмоциональных расстройств.
Рядом авторов была предложена нейрофизиологи-
ческая модель депрессии, постулирующая снижение
фронтальной левосторонней асимметрии в качестве
фактора предрасположенности к плохому настрое-
нию и депрессии [44, 46, 87, 114]. Основная теорети-
ческая парадигма для объяснения подобной асимме-
трии – представления о связи фронтальных отделов
левого полушария с мотивационной системой прибли-
жения, а правого – с системой избегания. Латерализа-
ция фронтальной активности может отражать степень
баланса между этими двумя мотивационными систе-
мами. Обобщая собственные результаты изучения
фронтальной асимметрии альфа ритма, R.J.Davidson
[44] предлагает в качестве механизма развития устой-
чивого депрессивного настроения недостаточность
функций левой префронтальной коры. Он отмечает,
что одной из важнейших задач префронтальной коры
в регуляции эмоций является модуляция временных
параметров эмоциональной реакции, в частности,
скорости ее затухания. Левая префронтальная кора
должна регулировать два процесса, ведущих к уко-
рочению негативной эмоции и продвижению пози-
тивной. Это процессы поддержания репрезентаций
сигналов, связанных с наградой, в рабочей памяти
и торможения активации миндалины. В.Б.Стрелец
и соавт. [24–26] рассматривают вклад межполушар-
ной асимметрии в патогенез депрессии в контек-
сте потребностно-информационной теории эмоций
П.В.Симонова, согласно которой знак эмоции опре-
деляется балансом между необходимой и имеющейся
для удовлетворения потребности информацией. Пер-
вой «оперирует» правая, а второй – левая лобная доля.
Фронтальные межполушарные модели подкре-
пляются большим количеством работ, в которых
показано, что отличительной особенностью депрес-
сивных больных является левая фронтальная гипо-
активация в виде повышения мощности здесь альфа
ритма как в фоне, так и при выполнении различных
заданий [17, 22, 31, 56, 61, 62, 77, 85, 90, 105].
И.А. Лапин, М.В. Алфимова
СОЦИАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ ПСИХИАТРИЯ 2014, т. 24, № 4 83
Больные в состоянии ремиссии также демонстри-
руют эту особенность альфа ритма [31].
Однако E.P.Hayden и соавт. [59] подчеркивают, что
в целом ряде работ показана ассоциация детской и
взрослой депрессии с асимметрией не только в перед-
них, но и в задних регионах. Действительно, в задних
регионах, связанных с перцепцией эмоциогенных сти-
мулов, некоторые пациенты демонстрируют обрат-
ный фронтальному паттерн в виде снижения право-
сторонней и увеличения левосторонней активации
относительно нормы [19, 41, 61]. На основании соб-
ственных исследований, В.Б.Стрелец и соавт. [24–26]
постулирует наличие при депрессиях «поперечной
функциональной блокады». Блокада состоит в нару-
шениях проведения и обработки информации вслед-
ствие изменения активности правого переднего и
левого заднего квадранта коры мозга, что отражается
в особенностях альфа и бета ритмов. Авторами пока-
зано, что при стрессе наблюдается повышение актива-
ции в правом переднем квадранте, которое снижается
вслед за исчезновением стрессора; при реактивной
депрессии аналогичное возбуждение носит застойный
характер, а при эндогенной депрессии формируется
два стабильных фокуса повышенной активации – пра-
вый передний и левый задний. В работе Ю.В.Орехова
и соавт. [19] отмечается, что фокусы гиперактивно-
сти в правом переднем квадранте (по показателю
асимметрии гамма мощности) и в левом заднем (по
показателю асимметрии альфа мощности) обнару-
живаются уже при первом депрессивном эпизоде.
A.A.Fingelkurts и соавт. [50] на основе анализа сег-
ментных показателей ЭЭГ отмечают, что, хотя реор-
ганизация биоэлектрической активности у больных
депрессиями наблюдается по всей коре, максимальные
отличия от нормы обнаруживаются в задних регио-
нах. Кроме того, авторы подчеркивают, что поскольку
изменениями затронуты тета и разные поддиапазоны
альфа ритма, можно предположить, что при депрессии
нарушены и таламо-кортикальные, и межцентральные
взаимодействия. Следует отметить, что вовлеченность
разных участков мозга в аномальные паттерны ЭЭГ
эти исследователи объясняют широкой представлен-
ностью моноаминергической (в первую очередь серо-
тонинергической) сигнализации в ЦНС, которая при
депрессии предположительно нарушена.
Еще одним хорошо известным ЭЭГ-маркером
депрессии являются нарушения сна. На нейрофизи-
ологическом уровне симптомам нарушения сна при
депрессиях в виде трудностей засыпания и частых
пробуждений соответствует сокращение длитель-
ности медленноволновых стадий сна, сокращение
латентного периода наступления фазы REM и повы-
шение его общей длительности, патология микро-
архитектуры сна в виде большей представленности
бета и альфа волн и снижения дельта активности,
появление правополушарной асимметрии медленных
и быстрых ритмов во время быстроволновой фазы
[8, 34, 102, 108]. Т.С.Мельникова и соавт. [15] под-
черкивают, что нарушения биоритмов при депрес-
сиях касаются не только цикла сон-бодрствование,
но проявляются в извращении присущего норме гра-
диента изменений частотного спектра ЭЭГ и коге-
рентных характеристик в течение дня.
Важно отметить, что нарушения межполушар-
ной фронтальной асимметрии [45, 49] и макроархи-
тектуры сна [102] встречаются и у детей с высоким
генетическим риском развития депрессии, что указы-
вает на эти нарушения как на признаки особого вида
дизонтогенеза, ведущего к повышению вероятности
развития депрессии. Более того, индексы асимметрии
альфа мощности в теменных отведениях в возрасте
5–6 лет предсказывают особенности эмоционального
реагирования и наличие депрессогенного когнитив-
ного стиля в 7 лет: большая левосторонняя актив-
ность является предиктором выученной беспомощ-
ности и снижения позитивной аффективности [59].
Как показано в ряде работ, паттерны изменений
ЭЭГ могут различаться в зависимости от остроты,
клинической картины и генеза депрессии. Так, по дан-
ным H.Suzuki и соавт. [111], между острыми депрес-
сивными больными и больными в ремиссии суще-
ствуют различия по мощности альфа и тета ритма
во фронтальных отведениях, которая выше во время
приступа. D.Pizzagalli и соавт. [98] связывают повы-
шение у части больных тета активности, генерируе-
мой в ростральной части ЦК, с формированием ком-
пенсаторных механизмов, повышающих вероятность
ремиссии, что согласуется с представлениями о связи
тета ритма с высоким уровнем психической актива-
ции. Е.С.Михайлова [18] проанализировала особен-
ности фоновой ЭЭГ и ее реактивности на эмоцио-
генные стимулы в сочетании с вегетативными пока-
зателями в группах больных эндогенной депрессией
с преобладанием в клинической картине тоскливого,
апато-абулического и тревожного аффекта. Тоскли-
вому аффекту соответствовали признаки повышен-
ного тонуса парасимпатической системы, апатиче-
скому – слабые изменения относительно нормы в
виде снижения интенсивности реакций, а тревож-
ному – знаки повышенного симпатического тонуса.
Также M.Matousek [88] выделил три типа ЭЭГ у боль-
ных с большим депрессивным расстройством в зави-
симости от его клинической картины. При рекуррент-
ной депрессии наблюдалось повышение бета актив-
ности; второй паттерн, отражающий снижение уровня
бодрствования, встречался при инсомнии, ажитации и
ненаследственной форме заболевания; третий характе-
ризовался межполушарной асимметрией и имел место
при высокой тревожности. T.M.Itil и соавт. (цит. по [8])
показали наличие нескольких типов изменений ЭЭГ
при депрессивных расстройствах различного генеза.
По их данным, для большой депрессии характерны
повышенные значения индексов альфа ритма; для
дистимических расстройств – десинхронизация ЭЭГ,
а для аффективных расстройств органической при-
роды – необычность общей картины ЭЭГ. A.L.Lieber
и соавт. [82, 83] показали, что особенности бета актив-
ности позволяют дискриминировать униполярных и
биполярных больных, а избыток медленноволновой
активности характерен для депрессий, возникающих
на органической почве. Кроме того, для униполярных
больных типичны недостаток альфа и избыток бета
волн, а для биполярных – наоборот [82]. А.Ф.Изнак
и М.Б.Никишова [9] проанализировали спектральные
характеристики ЭЭГ при психогенных расстройствах
трех типов: депрессивном состоянии, истерическом
и тревожном расстройствах. Общей для всех пациен-
тов характеристикой ЭЭГ оказалась преимуществен-
ная активация правого полушария. В то же время для
каждого типа психогенных расстройств можно было
выделить специфические ЭЭГ-корреляты изменения
функциональных состояний диэнцефальных и вен-
тробазилярных структур мозга. G.E.Bruder и соавт.
[41] нашли отличие депрессивных больных с тревогой
от пациентов без таковой в клинической картине по
асимметрии альфа активности. При тревоге наблюда-
лась правосторонняя асимметрия активации передних
и задних отделов, а в отсутствие тревоги – левосторон-
няя в теменно-затылочных отделах. На межполушар-
ные различия в активации мозга при депрессиях и тре-
воге обращает внимание и R.J.Davidson [44]. Он также
отмечает, что при тревожности наблюдается правосто-
ронняя гиперактивация префронтальных и теменных
отделов. Депрессия, по его мнению, сопровождается
левосторонней гипоактивацией префронтальной коры
в сочетании с ослаблением ответа на стимулы, сиг-
нализирующие о награде. R.J.Davidson [44] полагает,
что различия между депрессивными и тревожными
расстройствами выражены, прежде всего, на уровне
корковых систем, вовлеченных в регуляцию аффекта
и координацию собственно аффективных и когнитив-
ных процессов. В то же время подкорковые структуры,
в частности, миндалина, являются общими для обоих
нарушений и отвечают за их коморбидность.
Обобщая имеющиеся данные об изменениях мощ-
ности различных ритмов ЭЭГ при депрессиях, мно-
гие авторы заключают, что лобная кора – лишь часть
широкой нейросети, вовлеченной в патогенез депрес-
сии, и другие ее составляющие имеют важнейшее
значение для понимания механизмов заболевания
[15, 50]. В настоящее время представления о наруше-
ниях в работе нейросетей у депрессивных больных в
большой мере опираются на данные о структурных
изменениях мозга, а также на данные функциональ-
ной МРТ, которая имеет низкое временное разреше-
ние. Между тем, как подчеркивают A.A.Fingelkurts
и соавт. [51], депрессия может рассматриваться как
ре(дис)организация локальных и глобальных колеба-
тельных состояний коры и может интерпретироваться
в контексте динамических качеств реорганизованной
широко представленной системы. Это диктует необ-
ходимость изучения динамики корковых взаимодей-
ствий при различных эмоциональных состояниях у
здоровых испытуемых и пациентов с депрессивными
состояниями с помощью методов ЭЭГ, позволяющих
оценить пространственно-временные соотношения
работы различных отделов корковых систем обра-
ботки информации. Такую возможность, в частно-
сти, дает метод когерентного анализа ЭЭГ [6].