Методы активного воздействия на мозг

Хирургические методы исследования связей ЦНС

Данная группа методов носит исключительно экспериментальный характер. Главная суть хирургического вмешательства заключается в изоляции определенных нервных структур. Это достигается путем физического прерывания потоков нервных импульсов — как афферентных (входящих), так и эфферентных (исходящих).

Общее значение таких операций состоит в том, что хирургическая изоляция позволяет прервать связи головного мозга со спинным мозгом и периферическими органами. В результате исследователи могут анализировать полностью автономную работу изолированных нервных структур.

Основные виды хирургических вмешательств на коре головного мозга:

• Операция «подрезки»: применяется для того, чтобы изучить работу нейронов на небольшом участке коры в условиях, когда нарушены их прямые связи с нижерасположенными нервными структурами.
• Операция «обрезки»: дает возможность исследовать функционирование нейронов определенного участка коры, который полностью изолирован от соседних корковых областей.

Электрическое раздражение (стимуляция)

Электрическая стимуляция представляет собой метод строго локального воздействия на выбранные структуры мозга. Осуществляется это воздействие при помощи специальных вживляемых или поверхностных электродов.

К электродам предъявляется ряд строгих физических и технических требований:

• Размер: площадь контакта должна быть достаточно большой. Это критически важно для того, чтобы избежать термического поражения (ожога) нервной ткани, а также чтобы охватить электрическим полем необходимый объем ткани для получения выраженного физиологического эффекта.
• Материалы: для изготовления используются химически инертные и токопроводящие металлы — нихром, вольфрам или золото.
• Изоляция: ствол (тело) электрода обязательно покрывается специальным лаком. Неизолированным остается только активный кончик, площадь которого составляет примерно 0,1 квадратного миллиметра.

Параметры стимуляции: в классическом варианте применяются импульсы строго прямоугольной формы, длительность каждого такого импульса составляет около 1 миллисекунды.

Важным преимуществом метода является удобный контроль локализации. Те же самые электроды, которые используются для подачи тока, могут применяться для обратной регистрации электрических сигналов мозга. Это позволяет по характерной физиологической активности точно подтвердить попадание кончика электрода в нужную мозговую структуру.

Магнитная стимуляция мозга

В отличие от хирургии и электростимуляции с вживлением электродов, магнитная стимуляция является полностью неинвазивным методом. Ее главная задача — оценка функционального состояния центральных двигательных путей.

Теоретическая основа метода базируется на физических свойствах поля: мощное магнитное поле способно беспрепятственно проникать через плотные кости черепа. Достигая мозговой ткани, оно избирательно возбуждает нейроны двигательной коры, в первую очередь — интернейроны и крупные пирамидные клетки.

В клинической практике магнитная стимуляция применяется для точной оценки состояния пирамидного пути при следующих патологиях:

1. Ишемический инсульт.
2. Дегенеративные заболевания нервной системы.
3. Травматические повреждения спинного мозга.

Химическое раздражение

Химическое раздражение — это метод целенаправленного введения активных веществ для локальной стимуляции строго определенных мозговых зон.

Локализация введения препаратов может быть различной в зависимости от целей:

• Непосредственно внутрь системы желудочков мозга.
• Прямо в толщу мозговой ткани (паренхиму).

Техника выполнения: для доставки веществ используются специальные канюли. Они вживляются заранее и надежно прикрепляются к костям черепа, что позволяет проводить многократные и точные химические воздействия на выбранные нервные центры.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Особенности работы нейронов изолированной коры
• Параметры прямоугольных импульсов при электростимуляции
• Техника вживления канюль в кости черепа
• Механизм активации интернейронов и пирамидных клеток магнитным полем

Другие темы раздела «Общая физиология ЦНС»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.