Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

ЭЭГ–фМРТанализ функциональной специализации мозга человека в норме и при церебральной патологии

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

Проанализированы фМРТ-ответы и ЭЭГ-реактивные перестройки на зрительные и двигательные пробы у 17 праворуких здоровых людей и 12 больных с опухолью лобных отделов мозга. Установлено, что в норме фМРТ-ответам, регистрирующимся в проекционной зоне “работающего” анализатора, в наибольшей степени соответствуют изменения когерентности ЭЭГ, отражающей структуру межцентральных отношений в мозге. Наиболее четко топографическое соответствие фМРТ-и ЭЭГ-реакций (в виде нарастания когерентности альфа-диапазона) выражено при билатеральной посылке афферентного потока: открывание глаз, проба на реципрокную координацию рук. У больных с опухолевой церебральной патологией фМРТ-ответы на функциональные нагрузки характеризуются большей сохранностью по сравнению с реактивными перестройками ЭЭГ, наиболее резко выраженными в пораженном полушарии. Впервые установлено, что фМРТ-ответу при церебральной патологии соответствуют отличные от здоровых людей реактивные перестройки когерентности ЭЭГ. Эти изменения ЭЭГ отражают увеличение диффузного компонента реакции и нарушение функциональной специализации мозга. Включение медленных ритмов ЭЭГ в реактивный процесс при выраженной церебральной дисфункции отражает усиление вовлечения глубинных структур мозга в формирование ответов, что подтверждается данными фМРТ.

Ключевые слова:
фМРТ, ЭЭГ, когерентность, функциональные пробы, опухоль мозга

Литература:
1. Русинов В.С., Гриндель О.М., Болдырева Г.Н., Вакар
Е.М. Биопотенциалы мозга человека. Математический
анализ. М.: Медицина, 1987.
2. Болдырева Г.Н. Нейрофизиологический анализ поражения лимбико-диэнцефальных структур мозга человека. Краснодар: Экоинвест, 2009.
3. Шарова Е.В., Новикова М.А., Куликов М.А. Компенсаторные реакции головного мозга при остром стволовом повреждении. М.: СИНТЕГ, 2009.
4. Жаворонкова Л.А. Правши-левши. Межполушарная
асимметрия биопотенциалов мозга человека. Краснодар: Экоинвест, 2009.
5. Laufs H., Kleinschmidt A., Beyerly A. et al. EEG-correlated
fMRI of human alpha activity. Neuroimage 2003; 19 (4):
1463–1476.
6. Lidaka T., Yamashita K., Kashikura K., Yonekura Y. Spatial-frequency of visual image modulates neural responses in
temporooccipital lobe. An investigation with event-related fMRI. Cognitive Brain Res. 2004; 18 (2): 196–204.
7. SchultzeKraft M., Becker R., Breakspear M., Ritter P.
Exploiting the potential of three dimensional spatial
wavelet analysis to explore nesting of temporal oscillations
and spatial variance in simultaneous EEGfMRI data.
Prog. Biophys. Mol. Biol. 2011; 105 (1–2): 67–79.
8. Formaggio E., Storti S.F., Cerini R. et al. Brain oscillatory
activity during motor imagery in EEG-fMRI coregistration.
Magn. Reson. Imaging 2010; 10 (12): 1403–1412.
9. Picchioni D., Horovitz S.G., Fukunaga M. et al. Infraslow
EEG oscillations organize Large-scale cortical-subcortical
interactions during sleep: A combined EEG/fMRI study.
Brain Res. 2011; 1374 (2): 63–72.
10. Bak N., Glenthoj B.Y., Larsson H.B., Oranje B. Sourse
localization of sensory gating: a combined EEG and fMRI
study in healthy volunteers. Neuroimage 2011; 54 (4):
2711–2718.
11. Болдырева Г.Н., Корниенко В.Н., Шарова Е.В. и др.
Оценка реакций мозга человека на сенсорные воздействия по данным ЭЭГ и фМРТ. Докл. АН 2007; 416 (3):
426–429.
12. Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Шарова Е.В. и др.
фМРТ– ЭЭГисследование реакций мозга здорового
человека на функциональные нагрузки. Физиология
человека 2009; 35 (3): 20–30.
13. Тyvaert L., Hawco E., Kobayashi E. et al. Different structures involved during ictal and interictal epileptic activity in
malformations of cortical development: an EEEG-fMRI
study. Brain 2008; 131: 2042–2060.
14. Gotman J. Epileptic networks studies with EEG-fMRI.
Epilepsia 2008; 49 (3): 42–51.
15. Moeller F., Maneshi V., Pittau F. et al. Functional connectivity in patients with idiopathic generalized epilepsy.
Epilepsia 2011; 1111 (10): 1528–1547.
16. Siniatchkin M., Coropceanu D., Moeller F. et al. EEG- fMRI
reveals activation of brainstem and thalamus in patients
with ennoxGastaut syndrome. Epilepsia 2011; 1111 (10):
1548–1567.
17. Bates A.T., Keihl K.A., Laurens K.R., Liddle P.F. Low-frequency EEG oscillations associated with information processing in schizophrenia. Schizophr. Res. 2009; 115 (2–3):
222–230.
18. Correa N.M., Adali T., Calhoun V.D. Canonical correlation
analysis for featurebased fusion of biomedical imaging
modalities and its application to detection of associative
networks in schizophrenia. IEEE J. Sel. Top. Signal
Process 2008; 1–2 (6): 998–1007.
19. Климчук О.В., Подопригора А.Е., Родионов П.В. Использование визуализации конвекситальных вен и данных функционального МРТ-обследования для планирования нейрохирургического вмешательства. Поленовские чтения. Научные труды конференции молодых
нейрохирургов. СПб., 2001.
20. Ушаков В.Л., Климчук О.В., Корниенко В.Н. Применение
метода функциональной магнитно-резонансной томографии в исследовании зрительного анализатора человека. Сборник научной сессии МИФИ. М., 2002.
21. Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Шарова Е.В. и др.
ЭЭГ–фМРТоценка реакций на двигательные нагрузки
при опухолевом поражении мозга. Физиология человека 2010; 36 (5): 66–75.
22. Гриндель О.М., Воронов В.Г., Романова Н.В. и др.
Межцентральные отношения ЭЭГ при регрессирующем и хроническом посттравматическом Корсаковском синдроме. Журн. высш. нервн. деят. 2001; 51 (5):
572–582.
23. Фарбер Д.А. Принципы системной структурно-функциональной организации мозга и основные этапы ее
формирования. Структурно-функциональная организация развивающегося мозга. Л.: Наука, 1990.
168–177.
24. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональная
асимметрия человека. М.: Медицина, 1981.
25. de Munck J.C., Goncavles S.I., Mammolity R. et al. Interactions between different EEG frequency bands and heir
effect on alphafMRI. Neuroimage 2009; 47 (1): 69–76.
26. Lopes da Silva F.N. Neural mechanisms underlying brain
waves: from neural membrance to networks. Electro-encephalogr. Clin. Neurophysiol.1991; 79 (1): 81–89.
27. Feige B., Scheffler K., Esposito F. et al. Cortical and subcortical correlates of electroencephalographic alpha
rhythm modulation. J. Neurophysiol. 2005; 93: 2864–2872.
28. Babiloni F., Babiloni C., Carducci F. et al. Multimodal integration of highresolution EEG and functional magnetic
resonance imaging data: a simulation study. Neuroimage
2003; 19: 1–15.

EEG - fMRI Study of Human Brain Functional Specialization in Healthy Persons and Patients with Cerebral Pathology

EEG and fMRI reactive responses to visual and motor tests were analyzed in 17 right-handed healthy persons and 12 patients with brain tumor localized in the frontal lobe. It was established that healthy subjects’ fMRI responses, registered in the “working” analyzer projection zone, are mostly accompanied by changes of EEG coherence reflecting structure of the intercentral relations in a brain. The most accurate topographical conformity of fMRI and EEG reactions (in the form of coherence increase in alpha band) was shown in bilateral afferent stream: opening of eyes and reciprocal hands coordination test. fMRI answers to functional tests of tumor cerebral pathology patients are characterized by bigger safety in comparison with EEG reactions mostly expressed in the damaged hemisphere. It was established for the first time that fMRI answer at a cerebral pathology is

Keywords:
fMRI, EEG, coherence, functional tasks, brain tumor.