350 rub
Journal Technologies of Living Systems №5 for 2012 г.
Article in number:
The re-arrengment of brain rhythms in response to emotionally significant stimuli in healthy adults, children and patients in coma
Keywords: EEG power of rhythmic activity coma ontogeny HR
Authors:
G.V. Portnova, G.A. Ivanitsky, E.V. Sharova, A.M. Ivanitsky
Abstract:
Electroencephalographic research attended by three groups of subjects: healthy adults, children and patients in a coma. The aim of the research was to find indicators of brain activity in patients and identification of predictors that can predict their future dynamics. It is suggested that, despite the absence of any behavioral activity, patients can be diagnosed with some brain activity, distinct from the brain activity of healthy adults. The level of preservation of cognitive function can be determined by measuring the response of the brain rhythms to emotionally significant stimuli. Such a response has prognostic value and can be used as effective rehabilitation procedure. Identification of brain activity is possible only upon presentation of relevant stimuli that are emotional, sensual and even vital component. In a pilot study subjects were presented with stimuli in the tactile and audio modalities, which have different significance for different test and cognitive complexity. As a tactile stimulation used pleasant stimuli (holding his arm with a soft brush), unpleasant (holding the arm prickly brush), as well as writing on the hand of different words. Auditory stimuli contained sounds, reflecting a certain physiological state (cough, vomiting), emotional state (laughing, crying), nature sounds (bird song, rain), human speech, household sounds (gnashing of forks on a plate), the incentives that cause orienting reaction, and neutral sounds. EEG was recorded using portable device "Entsefalan" with polygraph channels (POLY-4). Data analysis included search for significant differences in power of rhythmic activity for the different groups of stimuli compared to the background, changes in vegetative characteristics and the ERP. The differences in brain activity between different groups of subjects also were analyzed. It was found that patients in a coma reacted only to an emotionally significant stimulation. Decreasing of the emotional significance as well as an increasing of their cognitive complexity corresponds to a reduction reaction of patients. In addition, the change in the power of rhythmic brain activity in patients was closer to a change in rhythmic activity in children than adults.
Pages: 3-13
References
  1. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Современные представления о лечении острого церебрального инсульта // Cohsilium medikum. 2000. Т. 2. № 2. С. 60 ? 65.
  2. Доброхотова Т.А., Зайцев О.С., Гогитидзе Н.В. Психостимулотерапия в реабилитации больных с тяжелой черепно-мозговой травмой, сопровождающейся длительной комой  (методические рекомендации). М.: МЗ СССР. 1991. С. 14.
  3. Доброхотова Т.А., Потапов А.А., Зайцев О.С., Лихтерман Л.Б. Обратимые посткоматозные бессознательные состояния // Социальная и клиническая психиатрия. 1996. № 2. С. 26 - 36.
  4. Жаворонкова Л.А., Лукьянов В.И., Максакова О.А., Щекутьев Г.А. Сопоставление стабилографических, электроэнцефалографических и клинических данных в процессе реабилитации больных с черепно-мозговой травмой // Физиология человека. 2003. Т.29. № 1. С. 38 - 47.
  5. Жаворонкова Л.А., Жарикова А.В., Максакова О.А.Интегрирующая роль произвольного контроля при реабилитации больных с черепно-мозговой травмой // Журнал высшей нервной деятельности. 2010. Т.60. № 6. С. 678 - 688.
  6. Патент № 2073532 (РФ). Способ психофизиологической реабилитации больных с ЧМТ в посткоматозном периоде // О.С. Зайцев, Т.А. Доброхотова, Н.В. Гогитидзе, Е.В. Шарова.
  7. Казымов А.Г., Алиева Д.М.Изучение особенностей межполушарной асимметрии ЭЭГ у девушек 15 лет  в спокойном состоянии и при различных эмоциогенных воздействиях // Материалы междунар. конф. «Физиология развития человека». М.: Вердана. 2009. 180 с.
  8. Линдсли Д. Внимание, сознание, сон и бодрствование. // Нейрофизиологические механизмы внимания. М.: Изд-во МГУ. 1979. С. 50.
  9. Мяги М.А. Длительные бессознательные состояния: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. Тарту. 1969. 25 с.
  10. Неотложная медицинская помощь / под ред. Дж. Э. Тинтиналли, Рл. Кроума, Э. Руиза; пер. с англ. В.И. Кандрора, М.В. Неверовой, А.В. Сучкова, А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова / В.Т. Ивашкина, П.Г. Брюсова. М.: Медицина. 2001.
  11. Соколов Е.Н., Данилова Н.Н. Нейронные корреляты функционального состояния мозга. // Функциональные состояния мозга. М.: Изд-во МГУ. 1975. С. 129.
  12. Шарова Е.В. Электрографические корреляты реакций мозга на афферентные стимулы при посткоматозных бессознательных состояниях у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой // Физиология человека. 2005. Т. 31. № 3. С. 5 - 15.
  13. Шарова Е.В., Болдырева Г.Н., Куликов М.А., Волынский П.Е., Котенев А.В., Окнина Л.Б. ЭЭГ-корреляты состояний зрительного и слухового внимания у здоровых испытуемых // Физиология человека. 2009.  Т. 35. №1. С.5 - 13.
  14. Шарова Е.В., Романов А.С., Куликов М.А., Коробкова М.В., Окнина Л.Б., Воронов В.Г., Зайцев О.С. Изменения межполушарной ЭЭГ и ВП-синхронизации, сопровождающие активизацию внимания в норме и при посттравматическом угнетении сознания // Материалы Всеросс. конф. «Cовременные направления в исследовании функциональной межполушарной асимметрии и пластичности мозга». М. 2010. C. 7.
  15. Baker S.N. Oscillatory interactions between sensorimotor cortex and the periphery // Current opinion in neurobiology. 2007. V. 17 (6). P. 649 - 655.
  16. Berger H. Uber das Elektroenkephalogramm des Menschen // Arch. Psychiat. Nervenkr. 1929. V. 87.
    P. 527 - 570.
  17. Braakman R., Jennett W.B., Minderhoud J.M. Prognosis of the Posttraumatic vegetative state // Acta Neurochirurgica. 1988. V. 95 (1 - 2). P. 49 - 52.
  18. Formisano R., Carlesimo G.A., Sabbadini M. Clinical predictors and neuropleropsychological outcome in severe traumatic brain injury patients // Acta Neurochir. 2004.V.146 (5). P. 457 - 462.
  19. Gilmartin G., Thomas R. Mechanisms of arousal from sleep and their consequences // Curr. Opin. Pulm. Med. 2004. V. 10 (6). P. 468 - 474.
  20. John E.R., Ahn H., Prichep L., Trepetin M., Brown D., Kaye H. Development equations for the EEG // Science. 1980.V. 210. P. 1255 - 1258.
  21. Lalo E., Gilbertson T., Doyle L., Di Lazzaro V., Cioni B., Brown P.Phasic increases in cortical beta activity are associated with alterations in sensory processing in the human //Experimental brain research. Experimentelle Hirnforschung. Experimentation cerebrale. 2007. V. 177 (1). P. 137 - 145.
  22. Onton J., Delorme A., Makeig S. Frontal midline EEG dynamics during working memory // Neuroimage. 2005.V. 27(2). P. 341 - 356.
  23. Schacter D.L., Crovitz H.F.  Memory function after closed head injury: A review of the quantitative research // Cortex. 1977. V. 13. P. 150 - 176.
  24. The Multi-Society Task Force on PVS. Medical aspects of the persistent vegetative state (2) // New England Journal of Medicine. 1994. V. 330 (22). P. 1572 - 1579.
  25. Thiesen-Hutte M.Psychologie und Neurophysiotherapie Vojtas. Stutgart: Enke Ferdinand. 1992. P. 376.
  26. Vojta V., Peters А.Das Vojta-Prinzip. Auflage: Springer Heidelberg. 2007.V. 3.
  27. Wilson S.L., McMillan T.M. A review of the evidence for the effectiveness of sensory stimulation treatment for coma and vegetative states // Neuropsychological Rehabilitation. 1993.V. 3 (2). P.149 - 160.
  28. Wilson S.L., Powell G.E., Elliott K., Thwaites H. Sensory stimulation in prolonged coma: four single case studies // Brain injury. 1991. V. 5 (4). P. 393 - 400.
  29. Zhang Y., Chen Y., Bressler S.L., Ding M.Response preparation and inhibition: the role of the cortical sensorimotor beta rhythm // Neuroscience. 2008.
    V. 156 (1). Pp. 238 - 246.