Сравнительный анализ реоэнцефалографических показателей детей в норме и при минимальных мозговых дисфункциях
На правах рукописи
Животова Вера Анатольевна СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕТЕЙ В НОРМЕ И ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ МОЗГОВЫХ ДИСФУНКЦИЯХ 03.03.01 – физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Ростов-на-Дону 2011 2
Работа выполнена на кафедре анатомии и физиологии детей и подростков факультета естествознания Педагогического института Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» (г.
Ростов-на-Дону) доктор биологических наук, профессор
Научный консультант:
Менджерицкий Александр Маркович
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Черноситов Александр Владимирович (г. Ростов-на-Дону) доктор медицинских наук, профессор Гафиятуллина Гюзяль Шамилевна (г. Ростов-на-Дону)
Ведущая организация: Учреждение Российской Академии Наук Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Защита диссертации состоится «8» сентября 2011 г. в «11» часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.07 в ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» (344030 г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки 194/1, акт. зал).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344006 г. Ростов-на-Дону, ул.
Пушкинская, 148.
Автореферат разослан «_29_» июля 2011г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, с.н.с. Е.В. Асланян
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В последнее десятилетие число детей с расстройствами функции головного мозга возросло в несколько раз (Аникин В.В. и др., 2000;
Безруких М.М., 2007;
Болотовский Г.В., Чутко Л.С., 2009). Эти расстройства чаще всего определяются циркуляторными нарушениями (Хананашвили Я.А., 1999). В частности, данные нарушения выявляют у детей с минимальными мозговыми дисфункциями (ММД), в том числе, у детей, страдающих синдромом дефицита внимания с гиперактивностью (Елисеев А. В.
И др., 2004;
Трошин В.Д. и соавт., 2006). Число детей с ММД в общей детской популяции колеблется от 2 до 21% в зависимости от критериев оценки (Болотовский Г.В., Чутко Л.С., 2009). ММД проявляются у детей, перенесших перинатальное поражение мозга гипоксически-ишемического генеза, а также у недоношенных (Кожушко Н.Ю., 2001;
Заваденко Н.Н., 2005;
Ковтун О.П., 2003;
Быструшкин С.К., 2007;
Прусаков В.Ф. и др., 2009).
Решение проблемы регуляции гемодинамики мозга при ММД или некоторых ее аспектов может способствовать определению стратегии коррекции отклонений в психофункциональном развитии этих детей (Федин А.И., Румянцева С.А., 2002;
Костина Т.Ф., 2002, 2006;
Вольф Н.В. и др., 2002, 2006;
Заболотских Н.В., 2008).
Одним из общепризнанных методов исследования системы макрогемоциркуляции мозга является реоэнцефалография (Иванов Л.Б., Макаров В.А., 2000;
Гимранов Р.Ф. и др., 2003;
Зенков Л.Р., Ронкин М.А., 2004;
Лелюк В.Г., Лелюк С.Э., 2004;
Безобразова В.Н., 2008;
Иванов А.Б., 2009;
Москаленко Ю.Е., 2009, 2010).
В настоящее время установлен ряд возрастных изменений реоэнцефалографических показателей, отражающих макрогемодинамические процессы мозга в разные периоды онтогенеза (Безобразова В.Н., 2001, 2008;
Догадкина С.Б., 2002;
Костина Т.Ф., 2002, 2006;
Каторгина Г.И., 2005;
Понаморева Т.А., 2005;
Ефремова Н.Г., 2008;
Батуева Ю.В., 2008).
Экспериментально показано, что возрастные особенности функционального состояния мозгового кровообращения ярче выявляются при действии на организм функциональных нагрузок (Аронов Д.М., 2007;
), особенно близких к тем, с которыми дети сталкиваются в реальных условиях жизнедеятельности (Казин Э.М. и др., 2008). В жизни детей 8-11-летнего возраста значительное место занимают умственные нагрузки (Безруких М.М., 2009), влияние которых на мозговой кровоток в настоящее время изучено недостаточно (Безобразова В.Н., Зиненко Е.С., 2008;
Понаморева Т.А., 2005;
Костина Т.Ф., 2006).
Целью данной работы явилось изучение возрастных особенностей внутричерепной макрогемодинамики детей 8-11-летнего возраста с разным уровнем интеллектуального развития в условиях информационной нагрузки.
Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:
Изучить особенности макрогемодинамики мозга здоровых детей и детей с 1.
минимальными мозговыми дисфункциями в условиях спокойного бодрствования и при выполнении информационной нагрузки.
Выявить особенности возрастных изменений функциональной организации 2.
макрогемодинамических процессов мозга у практически здоровых детей и детей с минимальными мозговыми дисфункциями 8-9 и 10-11-летнего возраста.
Установить особенности функциональной организации гемодинамических 3.
процессов в бассейнах мозга здоровых детей и детей с минимальными мозговыми дисфункциями в зависимости от характера асимметрии мозгового кровенаполнения, градиента кровенаполнения, моторной асимметрии рук.
Научная новизна результатов исследования Впервые установлено, что в норме у детей 8-11-летнего возраста 1.
формируются градиенты тонуса артерий и вен среднего калибра. У детей с ММД к 11 годам данные градиенты несформированны.
Впервые показано, что макрогемодинамические процессы у детей с ММД 2.
8-11-летнего возраста отличаются от нормы сниженным венозным оттоком и временем распространения пульсовой волны.
Впервые установлено, что в отличие от здоровых детей у школьников с 3.
ММД циркуляторное обеспечение выполнения информационной нагрузки происходит на фоне повышения периферического сопротивления сосудов в бассейне задних мозговых артерий и упругости мозговых артериальных сосудов крупного калибра.
Научно-практическая значимость работы. Теоретическое значение работы заключается в том, что полученные в диссертационном исследовании результаты дополняют существующие представления об особенностях внутричерепной гемодинамики у детей 8-11-летнего возраста. Показана разница в значениях реографических показателей здоровых детей и детей с минимальными мозговыми дисфункциями, находящихся в состоянии покоя и при выполнении информационной нагрузки.
Практическая значимость проведенного исследования заключается в возможности использования результатов для разработки критериев оценки функционального состояния системы макроциркуляции мозга у детей 8-11 лет.
Показана необходимость, учета состояния тонуса мозговых сосудов при проведении коррекционных мероприятий у детей с ММД.
Внедрение результатов исследования в практику. Материалы исследования легли в основу коррекционных мероприятий, проводимых в специализированной (коррекционной) школе VIII вида (№41, г. Ростов-на Дону). Результаты исследования реографических параметров у здоровых детей и детей с ММД, используются в лекционных курсах по дисциплинам «Физиология человека», «Психофизиология интеллектуальной деятельности», «Возрастная физиология» на кафедре анатомии и физиологии детей и подростков Педагогического института ЮФУ, в ГОУ СПО Донской педагогический колледж.
Положения, выносимые на защиту 1. В норме у детей к 10-11-летнему возрасту происходит увеличение тонуса крупных артерий и вен бассейнов передних мозговых артерий и снижение тонуса вен среднего калибра, что создает оптимальные условия кровоснабжения лобных областей.
2. У детей с ММД внутричерепные гемодинамические процессы характеризуются пониженным временем распространения пульсовой волны и повышенным индексом венозного оттока, свидетельствующими о гипертонусе крупных артерий и вен и затруднении венозного оттока, что приводит к формированию функциональных нарушений внутричерепного кровотока.
3. Циркуляторное обеспечение выполнения информационной нагрузки детьми происходит преимущественно за счет повышения тонуса крупных артерий и вен.
4. Результативность выполнения теста на невербальный интеллект в норме коррелирует с уровнем периферического сопротивления сосудов в бассейне правого полушария и бифронтальном бассейне, а при минимальных мозговых дисфункциях – в бимастоидальном бассейне и бассейне левого полушария.
Апробация результатов исследования. Материалы диссертации были представлены на: II Всероссийской научно-практической конференции «Функциональное состояние и здоровье человека» (Ростов-на-Дону, 2008);
XV Межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2009);
Всероссийской медико XII биологической конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина» (Санкт-Петербург, 2009);
Международной конференции «Физиология развития человека», посвященной 65-летию со дня основания Института возрастной физиологии РАО (Москва, 2009);
VII Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 160 летию со дня рождения И.П.Павлова «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2009);
Международном III молодежном медицинском конгрессе «Санкт-Петербургские научные чтения – 2009» (Санкт-Петербург, 2009);
II Всероссийской научно-практической конференции «Физиология адаптации» (Волгоград, 2010);
заседании Ростовского-на-Дону отделения Физиологического общества им. И.П. Павлова (Ростов-на-Дону, 2010);
Всероссийской конференции с международным участием «Современные направления в исследовании функциональной межполушарной асимметрии и пластичности мозга» (Москва, 2010);
совместном заседании кафедры физиологии человека и животных ЮФУ и ученого совета УНИИ Валеологии ЮФУ (Ростов-на-Дону, 2011);
заседании Ученого совета НИИ Нейрокибернетики им. А.Б. Когана ЮФУ (Ростов-на Дону, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, общим объемом 2,43 п. л., в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, личный вклад автора 75%.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, выводов, списка литературы и приложений. Список использованных источников включает 261 работу, из них 181 работа отечественных авторов и 80 работ зарубежных авторов. Диссертационная работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц и 7 рисунков.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В исследование были включены дети от 8 до 11 лет. Основную группу (ОГ) составили дети, обучающиеся в условиях интерната (в специальной коррекционной школе-интернате VIII вида №41, г. Ростова-на-Дону): ребенка (41 мальчик и 43 девочки, из них 57 – праворукие, 27 – леворукие). Все дети данной группы на момент исследования имели диагноз минимальные мозговые дисфункции и задержка психического развития легкой степени.
Учитывая тот факт, что в ОГ леворуких детей оказалась треть, контрольную группу детей формировали с таким же соотношением. Группу контроля (КГ) составили условно здоровые дети (по данным мед. карт – 1-2 группы здоровья):
88 человек (42 мальчика и 46 девочек, из них - 56 – праворукие, 22 – леворукие). На момент обследования все дети не имели резидуальных нарушений. Для анализа гендерных различий число мальчиков и девочек в каждой группе было примерно одинаково.
Каждая группа детей была разделена на две возрастные подгруппы: 8-9 лет и 10-11 лет. В зависимости от типа мануальной моторной асимметрии детей подразделяли на право- и леворуких. Ведущую руку определяли, используя стандартный пакет тестов: «Замок», «Хлопок», «Поза Наполеона», «Аплодирование», тест на одновременное действие обеих рук (Чуприков А.П., Волков Е.А., 2004;
Хомская Е.Д., 2005). Дети-амбидекстры в анализ включены не были. У всех детей исследовали уровень развития вербального и невербального интеллекта по методикам Дж. Равена (прогрессивные черно белые матрицы) и «Исключение лишнего» на словесном материале, адаптированным к данному детскому возрасту.
Особенности макрогемодинамики мозга детей основной и контрольной групп исследовали в условиях спокойного бодрствования (сидя с открытыми глазами) и при выполнении информационной нагрузки (стандартное развивающее пособие «вкладыши Монетессори» - невербальное зрительно моторное задание).
Обследование внутричерепных показателей макрокровотока мозга проводили методом реоэнцефалографии (РЭГ) в 4 отведениях:
фронтомастоидальных левого и правого полушарий (FM-L;
FM-R), позволяющих судить о состоянии кровотока в бассейне внутренних сонных артерий;
бифронтальном (FF), позволяющим судить о кровообращении лобных областей больших полушарий;
бимастоидальном (MM), отражающем особенности кровотока в вертебробазилярном бассейне. Для каждого из них рассчитывали средние значения следующих параметров РЭГ: реографический индекс (РИ), показатель периферического сопротивления сосудов (ППСС), индекс венозного оттока (ИВО), диастолический индекс (ДСИ), время распространения пульсовой волны (ВРПВ), дикротический индекс (ДКИ), модуль упругости (МУ). Индивидуально рассчитывали коэффициент асимметрии (%) РИ как отношение величины параметра в бассейне правого полушария к левому, а также коэффициент градиента (Кгр;
%) всех рассматриваемых нами РЭГ параметров как отношение показателя бифронтального бассейна к бимастоидальному. Регистрацию РЭГ проводили с использованием 6-канального реографа-полианализатора «РЕАН-ПОЛИ» (ООО НПКФ «МЕДИКОМ МТД», г. Таганрог).
В анализе исследованные величины были представлены в виде выборочных средних значений и их доверительных интервалов. Достоверность полученных результатов исследования оценивали с помощью t-критерия Стьюдента с уровнем достоверности 0,05 (Юнкеров В.И., Григорьев С.Г., 2002), реализованного в пакете программ «Statistica 6.1». Проводили корреляционный анализ;
факторный анализ и регрессионный анализ с пошаговым включением в модель статистически значимых переменных.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Прежде всего, было проведено сравнение параметров внутричерепной макрогемодинамики у разнополых детей от 8 до 11 лет отдельно в ОГ и КГ.
Согласно полученным результатам, достоверных различий между ними выявлено не было ни в основной, ни в контрольной группах (р0,05;
r0,4), что согласуется с работами других авторов (Батуева Ю.В., 2008;
Каторгина Г.И., 2005;
Хаматова Р.М., 2000). Поэтому в дальнейшем РЭГ параметры внутричерепной гемодинамики разнополых детей анализировались совместно.
Проведенное РЭГ исследование позволило изучить особенности макрогемодинамики мозга здоровых детей и детей с ММД в условиях спокойного бодрствования и при выполнении информационной нагрузки.
В состоянии спокойного бодрствования РИ в FF, FM-L, FM-R, MM бассейнах головного мозга детей с ММД находились на одном уровне (Табл. 2).
В то же время у здоровых детей величина амплитуды РЭГ различалась по рассматриваемым областям кровоснабжения головного мозга (Табл. 1).
Отсутствие достоверных различий величины РИ (амплитуды РЭГ) у детей с ММД между FF и MM областями, вероятно, было связано с нарушением регуляции сосудистого тонуса (Табл. 1, 2). ВРПВ (по 4 отведениям) в основной группы детей было достоверно ниже, чем у контрольной (р0,05). Пониженное ВРПВ у детей с ММД свидетельствовало о повышенной скорости распространения пульсовой волны, что является показателем ригидности артериальной стенки (Илюхин О.В., Лопатин Ю.М., 2006). ИВО в фоновом состоянии у детей с ММД в обследованных бассейнах превышал нормативные параметры, что указывало на затруднение венозного оттока (Ронкин М.А., 1997;
Зенков Л.Р., 2004;
Костина Т.Ф., 2006). У детей КГ венозный отток соответствовал норме. МУ, ДКИ, ППСС в фоне достоверно не различались у детей ОГ и КГ (р0,05).
По данным корреляционного анализа не было установлено зависимости между рассматриваемыми РЭГ параметрами и паспортным возрастом детей с ММД (r0,4), что, по-видимому, связано с задержкой созревания структур головного мозга у данных детей (Castellanos F.X.et al., 1996, 2002;
Gogtay N., 2002).
Формирование градиента РИ, разницы величины амплитуды РЭГ между бассейнами передних и задних мозговых артерий приходится на период 8– лет (Ярулин Х.Х., 1983). Показано, что с 8 до 10 лет тонус артерий малого калибра (ДКИ) существенно снижается, а тонус артерий крупного и среднего калибра увеличивается с 8 до 10 лет, при этом уровень кровенаполнения (РИ) остается неизменным (Понаморева Т.А., 2005).
Таблица Показатели РЭГ детей контрольной группы в состоянии покоя Показатели Отведения РЭГ ММ FM-L FM-R FF РИ, Ом 0,20±0,01 0,21±0,02 0,26±0,02 0,15±0, ИВО, % 21,19±1,12 19,98±1,35 18,93±1,14 25,79±1, ППСС, % 75,78±2,26 74,20±2,26 73,80±2,03 76,25±2, ВРПВ, мс 123,67±3,73 124,54±3,34 133,65±3,67 115,16±3, ДСИ, % 65,47±1,97 64,69±2,11 70,47±2, 62,35±1, ДКИ,% 63,62±1,99 62,34±2,25 60,78±1,96 66,88±2, МУ, % 16,05±0,41 15,47±0,34 15,52±0,39 14,98±0, Таблица Показатели РЭГ детей с минимальными мозговыми дисфункциями в состоянии покоя Показатели Отведения РЭГ ММ FM-L FM-R FF РИ, Ом 0,21±0,02 0,22±0,01 0,23±0,01 0,21±0,02* ИВО, % 24,04±1,10* 23,27±0,97* 23,21±0,96* 25,82±1, ППСС, % 74,36±2,45 74,04±2,73 75,27±2,46 75,93±2, ВРПВ, мс 111,91±2,12* 114,04±2,02* 122,82±2,19* 106,41±2,05* ДСИ, % 64,16±2,23 64,79±2,36 64,26±2,23 68,55±2, ДКИ,% 62,20±2,48 62,59±2,52 62,74±2,47 65,73±2, МУ, % 15,85±0,32 15,82±0,36 15,69±0,33 15,61±0, Условные обозначения: * - достоверные различия между детьми основной и контрольной групп по t-критерию Стьдента (р0,05).
Далее был проведен анализ градиентов параметров РЭГ. Оказалось, что в фоне у детей КГ гиперфронтальный градиент РИ формировался к 8-9 годам и возрастал к 10-11 годам. У большинства детей КГ в 10-11 лет отмечено формирование гиперфронтального градиента МУ. В 8-9-летнем возрасте у здоровых детей выявляли тенденцию к формированию гипермастоидального градиента ДКИ, тогда как 10-11 годам у обследованных детей он уже был сформирован (r=0,70,). Градиент ППСС у здоровых школьников в 8-11-летнем возрасте отсутствует. Выявлена тенденция к снижению сопротивления в бассейнах передних мозговых артерий относительно задних с возрастом.
Градиент показателей, характеризовавших состояние вен (ИВО, ДСИ), сформировался у здоровых детей к 8 годам, о чем косвенно свидетельствовало отсутствие возрастной динамики (с 8 до 11 лет). В норме к 10-11-летнему возрасту снижается кровенаполнение крупных артерий, тонус артериальных сосудов и периферическое сопротивление сосудов. Это происходит одновременно с возрастанием гипермастоидального градиента показателей, отражающих уровень тонуса вен.
Таким образом, в различных звеньях системы макрогемоциркуляции мозга наблюдается гетерохронное формирование градиента состояния сосудистых стенок. Вероятно, формирующиеся градиенты параметров макрогемодинамики мозга отражают изменения в регуляции сосудистого русла, которые связаны с возрастанием функциональной активности лобных областей и ведут к улучшению условий их кровоснабжения.
При исследовании уровня развития вербального и невербального интеллекта установлено, что у детей с ММД при задержке психического развития наибольшие отклонения от нормы наблюдались в развитии вербального интеллекта, что согласуется данными литературы (Иваницкий Г.А.
и др., 2002;
Фишман М.Н., 2004).
Методом корреляционного анализа показано, что в КГ уровень невербального интеллекта отрицательно коррелировал с РИ ММ (r=-0,4). У детей с ММД была выявлена отрицательная корреляция с РИ FF (r=-0,48) и FM-L (r=-0,45). Это согласуется с работами Amen D.G. с соавт., (1997);
Wienbruch C. с соавт., (2005) показавшими, что функциональная слабость лобной коры может определяться нарушениями ее кровоснабжения. В основной группе ППСС FF и ДКИ FF положительно коррелировали с уровнем невербальных способностей (r=0,41 и 0,43, соответственно). Скорость невербального мышления отрицательно коррелировала (ОГ: r=-0,41, КГ: r= 0,42) с ИВО FF. Уровень вербального интеллекта детей с ММД отрицательно коррелировал с МУ бассейнов FM-L, FM-R (r=-0,48 и -0,46, соответственно) и ММ (r=-0,48).
Анализ зависимости уровня интеллектуального развития детей от градиента параметров РЭГ показал, что у здоровых школьников с уровнем невербального интеллекта коррелировал градиент ДСИ (r=0,49), а со скоростью невербального мышления – градиент ИВО По-видимому, (r=0,41).
регистрируемые достоверные различия в регионарных значениях показателей РЭГ отражают оптимальные для развития интеллектуальных способностей условия кровоснабжения головного мозга.
Выполнение информационной нагрузки вызвало снижение РИ, что согласуется с данными Понаморевой Т.А. (2005), Безобразовой В.Н., Зиненко Е.С. (2008). У детей КГ при выполнении информационной нагрузки кровенаполнение бассейнов FM-L и FM-R снижалось на 14 - 15%;
РИ FF уменьшалось на 18%, а РИ ММ – на 11%. У детей 8-11 лет с ММД при нагрузке амплитуда РЭГ снижалась аналогично реакции здоровых детей в FM-L, FM-R и в FF бассейнах на 11, 14, и 18%, соответственно. Но у школьников с ММД степень уменьшения РИ ММ при информационной нагрузке (5%) была значительно ниже реакции РИ бассейна задних мозговых артерий здоровых детей (Табл. 3, 4). Величина ППСС в КГ при выполнении нагрузки (р0,05) достоверно не изменялась, а у детей основной группы ППСС ММ достоверно увеличивался, что указывало на увеличение у них совокупного протока в вертебробазилярном бассейне. У здоровых детей при нагрузке ВРПВ достоверно снижалось (по 4 бассейнам) относительно фона. У детей с ММД при интеллектуальной деятельности ВРПВ в FM-L не менялось (р0,05), то есть не изменялась жесткость артериальной стенки, что согласуется с данными Фишман М.Н. (2004), показавшей у детей с ЗПР значительно ослабленную активацию левого полушария при стимуляции правого.
Таблица Показатели РЭГ детей контрольной группы при выполнении информационной нагрузки Показатели Отведения РЭГ ММ FM-L FM-R FF РИ, Ом 0,17±0,02* 0,18±0,01* 0,21±0,02* 0,13±0,01* ИВО, % 27,39±1,15* 25,23±1,18* 23,00±1,07* 32,40±1,43* ППСС, % 76,18±1,92 73,44±1,85 74,58±2,06 76,74±2, ВРПВ, мс 120,68±3,01* 121,28±3,10* 129,97±3,12* 112,20±2,87* ДСИ, % 65,57±1,55 64,37±1,63 63,46±1,80 69,39±1, ДКИ,% 63,11±1,68 60,79±1,84 61,13±2,05 63,89±1, МУ, % 16,69±0,39* 16,07±0,34* 16,19±0,37* 15,75±0,37* Условные обозначения: * - достоверное отличие от фона (р0,05).
Таблица Показатели РЭГ детей с минимальными мозговыми дисфункциями при выполнении информационной нагрузки Показатели Отведения РЭГ ММ FM-L FM-R FF РИ, Ом 0,19±0,01 0,19±0,01 0,19±0,01 0,18±0,01* ИВО, % 31,16±1,62* 28,69±1,09* 26,60±1,26* 33,93±1,75* ППСС, % 76,17±2,50 75,37±2,33 76,04±2,53 78,87±2,91* ВРПВ, мс 109,57±2,05 109,93±1,96* 120,01±1,99* 103,25±1,92* ДСИ, % 64,85±1,96 64,21±1,70 64,19±2,08 68,28±2, ДКИ,% 62,08±2,32 61,38±1,83 62,00±2,31 65,39±2, МУ, % 17,04±0,38* 16,90±0,36* 16,70±0,37* 16,93±0,41* Условные обозначения: см. табл. 3.
В КГ нагрузка вызывала значительное равномерное повышение ИВО (на 29-34%;
р0,05), что свидетельствует о снижении венозного оттока. У детей ОГ на эту пробу выявлена значительно меньшая реакция ИВО FF (15%;
р0,05). В то же время, в FM-L, FM-R (на 23%-29%) и ММ (на 31%) бассейнах у них регистрировали аналогичное контролю снижение венозного оттока. Величины ДКИ и ДСИ у двух групп детей при нагрузке достоверно не изменялись.Таким образом, отсутствие динамики ВРПВ FM-L, повышение ППСС в ММ бассейне, минимальное повышение ИВО FF (по сравнению с FM-L, FM-R, ММ бассейнами) являются характерными чертами в реакции системы макрогемоциркуляции головного мозга 8-11-летних детей с ММД на выполнение информационной нагрузки.
На следующем этапе анализировали особенности функциональной организации гемодинамических процессов в бассейнах мозга здоровых детей и детей с ММД в зависимости от характера асимметрии мозгового кровенаполнения. У большинства здоровых детей и при ММД в 8-11 лет отсутствует асимметрия мозгового кровотока, причем, как в фоне, так и при информационной нагрузке. Частота встречаемости лево- и правополушарной асимметрии кровоснабжения мозга детей достоверно не различались (18 - 12%) (Рис. 1).
% Рис. 1. Частота встречаемости разных типов асимметрий кровенаполнения мозга в фоне и при выполнении информационной нагрузки.
Информационная нагрузка у 29% здоровых детей и 18% детей с ММД вызвала изменение типа кровенаполнения полушарных бассейнов мозга (бассейнов передней и средней мозговых артерий). Вероятно, наличие динамики асимметрии мозгового кровотока у части обследованных детей является отражением активного созревания и становления межполушарных связей мозга детей, характерного для данного периода онтогенеза (Безруких М.М., 2009).
Анализ РЭГ параметров детей 8-11 лет в зависимости от типа мануальной моторной асимметрии показал, что у леворуких детей КГ в фоне и при выполнении нагрузки в бассейне левой внутренней сонной артерии РИ достоверно выше (фон=0,26±0,02 Ом;
нагрузка=0,21±0,01 Ом), относительно праворуких (фон=0,19±0,01 Ом;
нагрузка=0,17±0,01 Ом). Уровень кровенаполнения бассейнов внутренних сонных артерии у детей ОГ с разной ведущей рукой достоверно не различается как в фоне, так и при выполнении информационной нагрузки.
Результаты факторного анализа особенностей мозгового кровоснабжения мозга в норме и при минимальных мозговых дисфункциях.
В фоне наибольший вклад в различия РЭГ-параметров детей ОГ и КГ вносят ВРПВ и ИВО (Табл.5). В условиях информационной нагрузки вклад ВРПВ и ИВО в различие макрогемодинамики детей основной и контрольной групп увеличивался. Кроме того, при информационной нагрузке были обнаружены различие показателя МУ бассейна задних мозговых артерий между детьми ОГ и КГ.
Таблица Влияние фактора «ММД» на показатели РЭГ детей, находящихся в состоянии покоя Показатель р % вклада F РИ ММ р0, 7,20 10, ВРПВ FM – L р0, 10,77 14, ВРПВ FM – R р0, 10,39 14, ВРПВ FF р0, 9,24 12, ВРПВ ММ р0, 6,80 9, ИВО FM – L р0, 7,72 6, ИВО FM – R р0, 5,58 8, ИВО FF р0, 11,82 15, Следовательно, определяющую роль в нарушении кровоснабжения мозга детей с ММД играют ВРПВ и ИВО, параметры, отражающие тонус мозговых макрососудов. По данным Долгих Г.Б. (2007) повышенный тонус крупных артерий и затрудненный венозный отток являются показателями недостаточности кровоснабжения соответствующих зон мозга.
В КГ детей фактор «нагрузка» достоверно определял различия показателей РИ FM-L и FF, ИВО в рассматриваемых бассейнах мозга. В условиях выполнения нагрузки больший процентный вклад в формирование оптимального уровня венозного оттока и кровенаполнения вносят показатели левого полушария и бифронтального бассейна, что согласуется с данными Агаджаняна Н.А. и соавт. (2009), показавшими, что при умственной деятельности особенно возрастает интенсивность кровотока в левом полушарии. В группе детей с ММД фактор «Нагрузка» достоверно определял различия показателей РИ (FM-R;
FF), ИВО и МУ (по 4 бассейнам). При этом основной вклад в состояние макрогемодинамики мозга при выполнении нагрузки вносил РИ FM – R и МУ (4 бассейна).
Было выделено три фактора у здоровых детей (F1, F2 и F3), как в состоянии покоя, так и при информационной нагрузке, определившие 71,3% и 71,1% общей дисперсии, соответственно. У детей КГ в покое высокая факторная нагрузка была выявлена для показателей ППСС, ДСИ и ДКИ во всех исследованных бассейнах мозга (F1). При нагрузке из F1 исключились ДСИ ММ и ДКИ ММ. Среди показателей F2 в КГ детей в покое высокая факторная нагрузка отмечалась для ИВО и МУ (по 4 бассейнам). При выполнении тестовых заданий вторая компонента включала в себя показатели МУ во всех отведениях и ВРПВ (FF;
FM-L;
FM-R).
У детей с ОГ было выделено шесть составляющих в состоянии покоя и пять – при выполнении заданий, определявших 80,5% и 82,9% общей дисперсии, соответственно. Факторная нагрузка F1 у детей с ММД составила 29,3% в покое и 38,1% при нагрузке. В факторы F2-F6 детей ОГ в состоянии покоя вошли МУ (F2), ВРПВ (F3), ИВО (F4), РИ (F5) и ДСИ (F6) в рассматриваемых бассейнах мозга. Факторы F2-F5 в группе детей с ММД при нагрузке включали сходные показатели РЭГ. Отметим, что в фоне составляющие F1 были аналогичны у здоровых детей и детей с ММД.
Фактор «ведущая рука» у здоровых детей, находящихся в состоянии покоя, достоверно определял различия РИ (4 бассейна) и МУ в отведении FM R. При выполнении информационной нагрузки фактор «ведущая рука» у детей КГ достоверно определял различия показателей РИ и ИВО (по 4 бассейнам), а также ВРПВ (FM-R, ММ), ДСИ ММ и МУ FM-R. У здоровых детей больший процент вклада показателей РИ и ИВО в условиях выполнения нагрузки был установлен в бассейне левого полушария. У детей с ММД в состоянии покоя фактор «ведущая рука» определял различия ИВО в отведениях FF и FМ-L, а при в нагрузке вносил вклад в изменения ИВО FF и ППСС ММ, причем вклад ИВО FF снижался относительно фонового состояния. Такое перераспределение тонуса макрососудов головного мозга детей с ММД может отражать низкую эффективность выполнения ими информационной нагрузки.
Результаты регрессионного анализа параметров кровоснабжения мозга детей с уровнем невербального интеллекта. Для поиска оптимальных уровней показателей РЭГ при невербальной нагрузке («Равен») был проведен регрессионный анализ. Модель для параметра «Равен» в КГ имела следующий вид:
Y = 3,13 ППСС FM-R – 3,07 ППСС FF+ 1,15 ППСС ММ – 3,5 ИВО FM-R + 5 ИВО FF – 72, Для успешного выполнения невербальных логических заданий в КГ наиболее значимыми являлись ППСС и ИВО. Уровень невербального интеллекта имел прямую связь с показателями ППСС FM-R, ППСС ММ, ИВО FF и обратную – с показателями ППСС FF и ИВО FM-R. По величине F критерия F(16,12)=3,02 с уровнем значимости р=0,029 модель можно считать значимой и достоверной. Модель имела высокую информационную способность – RI=0,80. Вклад факторов, включенных в модель, составлял 80% от общей суммы квадратов отклонений прогнозируемого уровня невербального мышления, а 20% вклада вносили неучтенные случайные факторы.
Модель для параметра «Равен» в основной группе при нагрузке имела следующий вид:
Y = 6,6 + 320,7 РИ FM-L – 434,8 РИ-FF + 3,3 ППСС FM-L + 2,1 ППСС FM-R – 1,6 ППСС FF – 3,1 ППСС ММ Для выполнения невербальной нагрузки в группе детей с ММД наиболее значимыми являлись показатели РИ и ППСС. Параметр «Равен» имел прямую связь с показателями РИ FM-L, ППСС FM-L, ППСС FM-R, и обратную – с показателями РИ FF, ППСС FF и ППСС ММ. По величине F-критерия F(16,11)=4,58 с уровнем значимости р=0,0072 модель можно считать значимой и достоверной. Модель имела высокую информационную способность – RI=0,87.
Вклад факторов, включенных в модель, составлял 87% от общей суммы квадратов отклонений прогнозируемого параметра «информационная нагрузка», а 13% вклада вносили неучтенные случайные факторы.
Таким образом, можно предположить, что одной из причин когнитивной недостаточности детей с ММД является нарушение тонуса внутричерепных сосудов головного мозга. В норме тонус крупных вен и артерий приобретает черты, присущие взрослому типу, к 11 годам. В то же время у детей с ММД с до 11 лет возрастной динамики показателей РЭГ не наблюдалось. Вероятно, формирование градиентов показателей РЭГ, отражающих состояние различных звеньев макрососудистой системы мозга, является критерием созревания системы регуляции церебральной макрогемодинамики.
ВЫВОДЫ 1. Степень кровенаполнения крупных артерий в бассейне левой внутренней сонной артерий у леворуких детей выше, чем у праворуких, как в состоянии покоя, так и при выполнении нагрузки. Выполнение информационной нагрузки у праворуких детей приводит к большему повышения тонуса средних и крупных вен по сравнению с леворукими.
2. В состоянии покоя и при выполнении информационной нагрузки у большинства здоровых детей и детей с ММД в возрасте 8 – 11 лет асимметрия кровоснабжения полушарий головного мозга отсутствует.
Когнитивная недостаточность при ММД сочетается с повышенным тонусом внутричерепных сосудов головного мозга.
3. В норме тонус крупных вен и артерий формируется по взрослому типу к годам: с 8 к 11 годам повышается тонус магистральных артериальных сосудов, снижается степень их кровенаполнения, а также возрастает гипермастоидальный градиент тонуса вен бассейнов головного мозга.
4. При ММД, по сравнению с группой здоровых детей, выявлен повышенный тонус крупных артерий и вен, что ведет к уменьшению артериального кровотока и затруднению венозного оттока.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. При обследовании детей с минимальными мозговыми дисфункциями в учреждениях здравоохранения и образовательных учреждениях целесообразно учитывать особенности функциональной организации гемодинамических процессов в бассейнах мозга в разных функциональных состояниях, в том числе, характер асимметрии мозгового кровенаполнения в состоянии покоя и после выполнения информационной нагрузки.
2. Математическую модель для параметра «Равен» рекомендуется использовать при исследовании причин низкой эффективности выполнения информационной нагрузки младшими школьниками.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов кандидатских диссертаций 1. Животова В.А. Исследование возрастной динамики градиента кровенаполнения головного мозга / Животова В.А., Воронова Н.В., Симоненко О.Г., Менджерицкий А.М. // Валеология. 2009. №4. С. 31- (0,24 п.л., личн. вк. 50 %).
2. Животова В.А. Влияние умственной нагрузки на реоэнцефалографические показатели здоровых школьников и детей с минимальными мозговыми дисфункциями / Менджерицкий А.М., Карантыш Г.В., Животова В.А. // Известия Южного федерального университета (педагогические науки).
2010. №2. С. 207-216 (0,42 п.л., личн. вк. 60 %).
3. Животова В.А. Анализ асимметрии кровоснабжения бассейнов головного мозга у детей 8-11 лет в ответ на информационную нагрузку // Вестник РГМУ. Периодический медицинский журнал. – М.: ГОУ ВПО РГМУ Росздрава. – 2010. Специальный выпуск №2, секция «Педиатрия». С. 341 342 (0,08 п.л., личн. вк. 100 %).
Остальные работы 4. Животова В.А. Взаимосвязь параметров РЭГ и уровня развития интеллекта у детей // II Международный медицинский конгресс «Санкт-Петербургские научные чтения – 2007». – СПб.: изд. СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, 2007. С. 60 (0,04 п.л., личн. вк. 100 %).
5. Животова В.А. Динамика формирования регионарных отличий кровоснабжения головного мозга / Животова В.А., Воронова Н.В., Менджерицкий А.М. // Материалы международной конференции «Физиология развития человека», секция 3. – М.: Вердана. 2009. С. 55- (0,08 п.л., личн. вк. 40 %).
6. Животова В.А. Кровоснабжение бассейнов головного мозга детей с различной ведущей рукой при выполнении информационной нагрузки // III Международный молодежный медицинский конгресс «Санкт Петербургские научные чтения – 2009». – СПб.: СПбГМУ им. акад. И.П.
Павлова. 2009. С. 306-307 (0,08 п.л., личн. вк. 100 %).
7. Животова В.А. Взаимосвязь некоторых параметров кровоснабжения головного мозга со степенью развития вербального и невербального интеллекта у детей с задержкой психического развития / Менджерицкий А.М., Животова В.А., Воронова Н.В. // Здоровье подростков и юношества:
Тезисы докладов межрегиональной научно-практической конференции / Под ред. В.П. Дедкова. – Калининград.: Изд-во РГУ им. И. Канта. 2006. С.
93 – 94 (0,08 п.л., личн. вк. 60 %).
8. Животова В.А. Особенности мозгового кровенаполнения у детей при выполнении интеллектуальной нагрузки / Менджерицкий А.М., Животова В.А., Воронова Н.В. // ХХ съезд физиологического общества им. И.П.
Павлова. - М. 2007. С. 332 (0,04 п.л., личн. вк. 70 %).
9. Животова В.А. Различия параметров кровоснабжения головного мозга у здоровых детей и детей с задержкой интеллектуального развития легкой степени // Фундаментальная наука и клиническая медицина – сборник материалов Десятой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье». – СПб.: изд. СПб ГУ.
2007. С. 145-146 (0,08 п.л., личн. вк. 100 %).
10. Животова В.А. Различия некоторых параметров кровоснабжения головного мозга у здоровых детей и детей с задержкой интеллектуального развития легкой степени // Социально-педагогические проблемы детей и молодежи:
Сборник научных трудов. Часть 1. – Ростов-на-Дону, ПИ ФГОУ ВПО «ЮФУ». 2008. С. 84-87 (0,16 п.л., личн. вк. 100 %).
11. Животова В.А. Исследование возрастной динамики градиента кровенаполнения головного мозга у детей 8 - 11 лет / Животова В.А., Воронова Н.В. // Функциональное состояние и здоровье человека.
Материалы II Всероссийской научно-практической конференции. – Ростов на-Дону: изд. ЮФУ. 2008. С. 232-234 (0,12 п.л., личн. вк. 50 %).
12. Животова В.А. Особенности кровоснабжения бассейнов головного мозга у детей с задержкой интеллектуального развития легкой степени // Актуальные проблемы патофизиологии / под ред. проф. Т.Д. Власова, проф.
В.И. Николаева – СПб.: СПбГМУ. 2009. С. 38-40 (0,12 п.л., личн. вк. 100 %).
13. Животова В.А. Перестройка параметров мозгового кровообращения у детей 8-11 лет при выполнении информационной нагрузки // Фундаментальная наука и клиническая медицина. XII Всероссийская медико-биологической конференция молодых исследователей. - СПб.: СПбГУ. 2009. С. 125- (0,08 п.л., личн. вк. 100 %).
14. Животова В.А. Изменение кровоснабжения мозга детей при выполнении информационной нагрузки / Воронова Н.В., Животова В.А. // VII Всероссийская конференция с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем». Тезисы докладов. – СПб.:
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН. 2009. С. 110-111 (0,08 п.л., личн. вк. 50 %).
15. Животова В.А. Сравнение уровня физического развития и общих двигательных способностей детей с задержкой интеллектуального развития // Актуальные вопросы практического здравоохранения. Материалы I Всероссийской заочной научно-практической конференции. – Тамбов: Изд.
Дом ТГУ им. Г.Р. Державина. 2009. С. 52-59 (0,33 п.л., личн. вк. 100 %).
16. Животова В.А. Реоэнцефалографическое исследование асимметрии мозгового кровотока у здоровых детей и детей с ММД / Животова В.А., Воронова Н.В. // Физиология адаптации: Материалы 2-й Всероссийской научно-практической конференции. – Волгоград: Волгоградское научное изд-во. 2010. С. 248-251 (0,16 п.л., личн. вк. 60 %).
17. Животова В.А. Взаимосвязь параметров мозгового кровотока и развития невербального мышления у детей 8-11 лет / Животова В.А., Воронова Н.В., Менджерицкий А.М. // XXI съезд физиологического общества имени И.П.
Павлова. Тезисы докладов. – Москва – Калуга. 2010. С. 211 (0,04 п.л., личн. вк. 50 %).
18. Животова В.А. Реоэнцефалографическое исследование асимметрии мозгового кровотока у детей 8-11 лет в покое и при выполнении информационной нагрузки / Животова В.А., Воронова Н.В. // Современные направления в исследовании функциональной межполушарной асимметрии и пластичности мозга. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. – М.: Научный мир. 2010. С. 144-148 (0,2 п.л., личн. вк. 70 %).
Список сокращений FF – бифронтальное отведение (бассейн передних мозговых артерий) FM-L – фронто-мастоидально левое отведение (бассейн левой внутренней сонной артерии) FM–R – фронто-мастоидально правое отведение (бассейн правой внутренней сонной артерии) F1 – первый фактор F2 – второй фактор F3– третий фактор ММ – бимастоидальное отведение (бассейн задних мозговых артерий) ВРПВ – время распространения пульсовой волны ДКИ – дикротический индекс ДСИ – диастолический индекс ИВО - индекс венозного оттока КГ – контрольная группа детей Кгр – коэффициент градиента кровенаполнения бассейнов головного мозга ММД – минимальные мозговые дисфункции МУ – модуль упругости ОГ – основная группа детей ППСС – показатель периферического сопротивления сосудов РИ – реографический индекс (амплитуда реоэнцефалограммы) РЭГ – реоэнцефалография