Глава 2
из которой родители узнают, когда может наступить момент задуматься, правильно ли развивается ребенок
При работе с любыми детьми (будь то в медицине или педагогике) всегда встает вопрос: а что и как быстро будет меняться дальше, пока ребенок растет? Он уже должен это уметь сейчас или научится потом, научится сам или его надо учить, или – не научится никогда? Когда речь идет о грубой патологии – многое видно сразу и родителям, и воспитателям, и врачам. А как быть, когда все вроде бы в целом неплохо: ребенок родился благополучно, с хорошим ростом и весом, хорошо кушает, крепко спит… Но появляется некоторое беспокойство: почему малыш не радуется приходу близких, почему не играет, и взгляд какой-то «мимо», и на имя свое никак не реагирует?
Один из первых этапов в таких случаях в медицине – проведение объективного обследования – нейросонографии (ультразвукового исследования мозга) или магнитно-резонансной томографии (МРТ), чтобы исключить наличие патологических очагов, кист или опухолей мозга. Прошли обследование, получили заключение «ничего страшного» (довольно распространенное явление у нашего контингента пациентов, что видно по историям болезни). Структуры и мозг в целом не являются причиной отставания ребенка.
Но он отстает. Тогда переходим от этапа исследований структуры мозга к этапу исследования его функций: смотрим, а правильно ли работают эти сохранные структуры мозга? как они взаимодействуют? И здесь незаменимым методом для получения более «тонкой» информации о деятельности клеток мозга является электроэнцефалография (ЭЭГ).
Попробуем проследить, каковы особенности формирования биоэлектрической активности коры больших полушарий у обследованных нами детей в процессе их развития. Посмотрим так называемый поперечный срез, то есть ЭЭГ разных детей в определенном возрасте, и продольный срез (с другим названием – лонгитюдный), то есть одних и тех же детей в разные возрастные периоды.
При анализе данных наши пациенты были разделены на группы в зависимости от уровня развития высших психических функций (ВПФ) и речи:
1-я группа – дети раннего и дошкольного возраста, у которых не было отставания, то есть дети с нормой развития ВПФ и речи. Это так называемая контрольная группа, или группа сравнения. Ее трудно считать группой совершенно здоровых детей (их сейчас найти вообще трудно), они также имели описанные ранее проблемы при рождении. Кого-то беспокоили проблемы со сном, тики или чрезмерная плаксивость и т. п., но они не были связаны с отставанием в психическом развитии.
2-я группа – дети дошкольного возраста с нарушениями речи при нормальном уровне развития ВПФ (темповые задержки развития речи, общее недоразвитие речи). Это группа детей, у которых при психологическом тестировании показатели памяти, внимания, мышления и других психических процессов соответствовали возрасту. Проблемы проявлялись в речи в виде нечеткости произнесения отдельных букв или слогов, бедности словаря, ограничений в понимании сложных предложений и др.
3-я группа – дети дошкольного возраста с сочетанными нарушениями развития ВПФ и речи, когда они имели более низкие показатели по сравнению с возрастной нормой по всем психическим процессам. Эта группа была неоднородной и была разбита на подгруппы в зависимости от степени выраженности так называемой аутистической симптоматики (слабая реакция на речь постороннего, даже на свое имя – при хорошей реакции на шум машины, звонки телефона и т. п., склонность к уединению, избеганию контактов с детьми, стереотипные действия – покручивание веревочек, выстраивание в ряд машин и т. п.).
В подгруппе 3 А отставание в развитии не было отягощено аутистической симптоматикой.
В подгруппе 3 Б аутистическая симптоматика присутствовала в структуре нарушения психического развития как компонент.
В подгруппу 3 В входили дети с ранним детским аутизмом (РДА), как основным диагнозом, поставленным детским психиатром.
4-я группа была представлена учащимися массовой начальной школы.
Подгруппа 4 А – дети, успешно справляющиеся с программой обучения в массовой школе (норма развития).
4 Б – учащиеся с наличием школьных трудностей (дизграфия и/или дислексия, синдром дефицита внимания и др.).
Таблица 2.1
Количество проведенных ЭЭГ-исследований у детей до 3 лет (поперечный срез)
Таблица 2.2
Количество проведенных ЭЭГ-исследований у детей 3–10 лет (поперечный срез)
Таблица 2.3
Количество проведенных ЭЭГ-исследований у детей 3–10 лет (продольный срез – лонгитюдное исследование)
Для начала – немного обязательной методической информации.
Как видно из таблиц, объектом нашего исследования были дети раннего (от 7 мес. до 3 лет), младшего и старшего дошкольного возраста (3–7 лет), а также младшего школьного возраста (7—10 лет). Подавляющее большинство детей посещали массовые или специализированные (коррекционные, логопедические и др.) дошкольные и школьные образовательные учреждения. Кто-то попал под наше наблюдение однократно в определенном возрасте (так называемый поперечный срез), кто-то появлялся в нашем поле зрения регулярно в течение нескольких лет (это продольный, или лонгитюдный, срез).
Причин для отставания в развитии ребенка может быть много – это и наследственность, и черепно-мозговые травмы, опухоли мозга, инфекции, и неблагополучие в семье, и многие другие. Мы работаем с детьми, которые имели в анамнезе диагноз перинатальной энцефалопатии (ПЭП) и/ или синдром гипервозбудимости, синдром двигательных нарушений, синдром мышечной дистонии, гипертензионно-гидроцефальный синдром. Эти диагнозы были указаны в карте осмотра невролога в связи с перинатальным поражением ЦНС преимущественно гипоксически – ишемического генеза. Нередко при отсутствии указанных синдромов в анамнезе все же отмечены обстоятельства, рассматриваемые в неврологии как угрожающие в связи с перинатальным поражением ЦНС: длительный безводный период в родах, синюшность кожных покровов новорожденного, отсутствие первого крика и т. п. (Гузева, 1998; Пальчик, Шабалов, 2000).
Дети проходили комплексное обследование в клинике ИМЧ РАН в связи с жалобами на повышенную утомляемость, периодические головные боли, нарушения сна, трудности в обучении, в том числе за счет отставания в развитии ВПФ и речи, расторможенности и т. п.
Исследование возрастной сформированности ритмов мозга (степени их зрелости/незрелости) проводили по одной из стандартных схем в функциональной диагностике. Электроды располагали на поверхности кожи головы ребенка под тонкими силиконовыми трубочками специального шлема (в соответствии со специальной международной системой 10–20 их устанавливают в определенном порядке, см. рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема расположения ЭЭГ-электродов на поверхности кожи головы по системе 10–20
Условные обозначения: F (frontalis) – лобные области, C (centralis) – центральные отделы, T (temporalis) – височные, P (parietalis) – теменные, O (occipitalis) – затылочные. Четная нумерация электродов – в правом полушарии, нечетная – в левом. Электроды сравнения (Ref – А1 и А2)
Дети постарше и потише усаживались в большое вертящееся кресло сами. Но как правило, это были дети из 1-й обследованной группы, то есть не имеющие отставания в психическом развитии. Их можно занять, отвлечь, успокоить, даже если они боятся. Однако подавляющее число наших пациентов – отстающие дети, они не реагируют даже на своих родителей (или не понимают?), не говоря уже о персонале, их не удается переключить на игру или на просмотр мультфильмов, пока накладываются электроды и т. п. Это, конечно, травмирует и детей, и родителей, и специалистов, поскольку часто все проходит под крики (иногда душераздирающие), которые, кстати сказать, сразу исчезают, как только «шляпа» с электродами снимается с головы. Так что крик – знак протеста против применения родительской силы в попытках удержать ребенка на руках во время обследования, чтобы он ничего с себя не снял. Как говорится, «свободу попугаям»! Есть, конечно, альтернатива – общий наркоз или сон, но мозг в это время спит, а мы собрались оценивать его работу.
Эту работу мы оцениваем в покое (если можно так назвать нередко шумную борьбу за личную свободу) и при функциональных нагрузках. Самая распространенная нагрузка в нашем случае – ритмическая фотостимуляция, то есть мелькания лампочки вблизи лица ребенка с определенной частотой – от самых медленных до быстрых (на частотах от 1 до 20 в секунду). Для разнообразия свет даем белый, красный. Процедура не требует от ребенка никаких действий и потому легко выполнима. Чьи-то ритмы мозга сразу выдают реакцию – в доли секунды глазу специалиста заметны изменения: «это что такое?» Если мозг пластичный, то через какое-то время на определенный ритм мелькания света он дает так называемую «реакцию усвоения», то есть пытается «идти в ногу» со светом, работать на той же частоте волн, что и лампочка.
Но такую реакцию тоже чаще дают нормально развивающиеся дети. Мозг отстающих детей либо никак не реагируют на яркий свет, либо изредка следует медленным ритмам.
Еще одна очень информативная проба для оценки состояния мозга ребенка – гипервентиляция, когда нужно дышать, «будто шарик надуваешь». Но это уже высший пилотаж, достичь которого при отставании в развитии сложно. Будем исходить из реалий нашей практики: записать ЭЭГ хоть пару минут, успеть дать световое мелькание и потом пытаться извлечь из короткой записи максимум полезных сведений.
ЭЭГ математики считают одним из самых вариативных параметров деятельности мозга, быстроменяющихся, непостоянных. Но в любом хаосе можно найти твердую почву, хоть маленькую кочку на болоте. Согласитесь, при всем изобилии отличий между людьми – по цвету волос, росту, одежде и т. п. – мы без особого труда отличаем мужчин от женщин, детей от взрослых. Так что есть некоторые совокупности признаков, которые можно использовать при описании такой переменчивой ЭЭГ и, в первую очередь, скорости процессов в мозгу – ритмов биоэлектрической активности.
Немного чистой науки – для тех, кому близки методы статистической обработки ЭЭГ. (Кому не близки – пролистываем дальше две-три страницы.) Для статистической обработки ЭЭГ при решении нашей задачи выбран метод оценки спектров мощности ЭЭГ, который наиболее сопоставим с особенностями клинической (визуальной) оценки амплитудновременных параметров ЭЭГ (Зенков, 2002). Иначе говоря, не нужно особо ломать голову, пытаясь понять, что говорит сухая математика о работе живого мозга, – мы получаем в цифрах то, что видим глазом. Чем больше волн и чем они выше (чем мощнее, как в море), тем выше значения спектров. Использованный метод обработки из пакета программного обеспечения Win EEG (Пономарев В.А., ИМЧ РАН) создан в соответствии с теоретическими основами спектрального анализа (Бендат, Пирсол, 1989).
Итак, мы сравниваем эти спектры мощности по основным диапазонам ЭЭГ (от самых медленных до самых быстрых): 1 – дельта-диапазон (1–4 Гц, то есть 1–4 волны в секунду), 2 – тета-диапазон (4–7 Гц), 3 – альфадиапа зон (8–12 Гц), 4 – бета 1-диапазон (12–15 Гц), 5 – бета 2-диапазон (15–18 Гц), 6 – бета 3-диапазон (18–25 Гц).
Параметры вычисления спектров: стандартная эпоха анализа 4 с, полуперекрывание эпох 50 %, временное окно Хеннинга, длительность анализируемого фрагмента безартефактной ЭЭГ в покое при закрытых глазах около 1 мин (помехи от движений ребенка и напряжения мышц из анализа исключались).
Среди детей дошкольного возраста с последствиями перинатального поражения ЦНС сравнительный анализ ЭЭГ производился по трем основным описанным выше группам (1, 2, 3-й). Было проведено также сравнение данных ЭЭГ группы детей 7 лет с последствиями перинатального поражения ЦНС с нормой развития (из 1-й группы и группы 4А) и контрольной группой практически здоровых детей того же возраста (из базы данных архива лаборатории нейробиологии программирования действий ИМЧ РАН, руководитель лаборатории – доктор биологических наук, профессор Ю. Д. Кропотов).
Статистический анализ спектров мощности по указанным диапазонам ЭЭГ при сравнении отдельных условий проводился с помощью двухфакторного дисперсионного анализа для повторных измерений с факторами «группа детей» (число уровней – 3 и 2) и «локализация электродов» (число уровней – 16). Для учета несферичности ковариационной матрицы выполнялась коррекция числа степеней свободы методом, предложенным Гринхаузом и Гейсером (цит. по: Keselman, Rogan, 1981).
Для решения поставленных задач использован также клинический феноменологический (визуальный) анализ, позволяющий качественно оценить особенности целостного паттерна ЭЭГ (Лукашевич и др., 1994; Жирмунская, 1996; Жирмунская, Лосев, 1997). В этом случае использовался, как правило, биполярный монтаж электродов, позволяющий упростить оценку паттерна распределения альфа-ритма, в частности нарастание его мощности от передних отделов к задним (от верхних каналов записи к нижним – рис. 2.1, иллюстрации нативных, необработанных записей ЭЭГ на рис. 2.2, 2.4, 2.6, 2.8).
Анализировали фрагмент ЭЭГ в покое и реакцию на ритмическую фотостимуляцию (наличие или отсутствие реакции усвоения ритма мельканий). Для младшего возраста с 3–4 лет нормативы ведущих частот ЭЭГ лежат в диапазоне альфа-активности 7–8 Гц (Фарбер, Алферова, 1972). В возрасте 7–8 лет в качестве нормативных использовали показатели ЭЭГ, предложенные авторами структурного метода ЭЭГ для успешно обучающихся здоровых детей: доминирование регулярного альфа-ритма частотой 8–10 Гц с соответствующим данной полосе усвоением ритма мельканий при фотостимуляции (Лукашевич и др., 1994).
Учитывая, что в настоящей работе объектом исследования являются дети со значительными нарушениями развития, нами, кроме указанных выше параметров (частоты основного ритма и реакции усвоения ритма мельканий), для создания классификации паттернов зрелости/незрелости ЭЭГ были предложены еще два параметра.
Первый характеризовал наличие/отсутствие пространственной организации ведущего ритма (альфа-диапазона, реже – тета-диапазона), то есть сформированность теменно-затылочного фокуса ритма. Второй оценивал амплитудный уровень электрогенеза, который в известные классификации ЭЭГ не включается, хотя в литературе есть отдельные работы о роли амплитудных параметров ЭЭГ для исследования интегративных процессов ЦНС как отражение процессов управления, синхронизации, регуляции межсистемных взаимодействий (Бондарь, Федотчев, 2000). В предлагаемой нами классификации типов фоновая ЭЭГ в пределах до 50 мкВ оценивалась как низкоамплитудная, в пределах от 50 до 100 мкВ – как высокоамплитудная, более 100 мкВ – как чрезмерно высокая (используется в практике клинической нейрофизиологии преимущественно для описания патологических пароксизмальных форм активности).
Для определения достоверности полученных результатов и межгрупповых различий распределения типов по долям использовали Difference tests for proportions – t-test (в том числе из стандартизированного пакета программ SPSS 7,5 для Windows 1998).
Итак, при клинико-физиологическом описании данных ЭЭГ нами использованы три базовые переменные: частота ведущего ритма, его пространственная организация (наличие/отсутствие теменно-затылочного фокуса ведущего ритма) и амплитудный диапазон (высокий и низкий). Это по зволило выделить несколько типовых сочетаний данных параметров (табл. 2.4).
I а тип – зрелый высокоамплитудный тип ЭЭГ (в диапазоне 50–100 мкВ) с наличием пространственной организации основного (альфа) ритма, то есть с теменно-затылочным фокусом ритма (рис. 2.2). Описывается в клинической нейрофизиологии как «стандарт электрографической нормы» (Жирмунская, Лосев, 1997).
Таблица 2.4
Основные типы ЭЭГ
Усредненные спектры мощности ЭЭГ данного типа у обследованных детей представлены на рис. 2.3, где видны спектральные пики около частоты альфа-диапазона – 10 Гц (ось абсцисс), максимально выраженные в затылочных отделах.
II а тип – незрелый низкоамплитудный тип ЭЭГ (не более 50 мкВ) с отсутствием регулярных форм активности (асинхронный), без пространственной организованности ритмов («десинхронный» – по Жирмунской, 1996; рис. 2.4).
На рис. 2.5 представлены усредненные спектры мощности по данному типу ЭЭГ у обследованных детей, где видно пространственное сходство профилей спектров по большинству отведений, а также отсутствие выраженных спектральных пиков в альфа-диапазоне в теменно-затылочных отделах в отличие от зрелого типа.
Промежуточное положение занимают еще 3 сочетания выделенных критериев типов ЭЭГ, как и в упомянутой классификации ЭЭГ у взрослых.
Фрагмент нативной фоновой ЭЭГ ребенка группы риска – зрелый высокоамплитудный тип (50—100 мкВ) со сформированным теменно-затылочным фокусом регулярного альфа-ритма
обозначения: слева – схема биполярного монтажа отведений ЭЭГ – сверху вниз от передних отделов (F) к центральным (С) и задним (P и O). Справа – величина калиб ровочного сигнала 50 мкВ. Вертикальная сетка – секунды записи. Нижняя граница частот постоянная времени 0,03 с, верхняя граница 70 Гц. Остальные обозначения см. рис. 2.1
Рис. 2.3. Усредненные спектры мощности ЭЭГ обследованных детей с высокоамплитудным (50–100 мкВ) зрелым типом – с теменно-затылочным фокусом альфа-ритма
Условные обозначения: отдельные графики – распределение спектров мощностей по отведениям со скальпа (по схеме 10–20): вниз, от лобных отделов к затылочным соответственно слева (нечетные цифры) и справа (четные цифры)(см. рис. 2.1): по оси абсцисс – частота анализируемых ритмов ЭЭГ в Гц, по оси ординат – значения спектров мощности данных ритмов
Фрагмент нативной фоновой ЭЭГ ребенка 4 лет группы риска – низко амплитудный тип (менее 50 мкВ) без теменно-затылочного фокуса альфа-ритма (незрелый низкоамплитудный тип).
обозначения – см. рис. 2.1
Рис. 2.5. Усредненные спектры мощности ЭЭГ обследованных детей с незрелым низкоамплитудным типом (менее 50 мкВ), без теменно-затылочного фокуса альфа-ритма
Условные обозначения: отдельные графики – распределение спектров мощностей по отведениям со скальпа по схеме 10–20 сверху вниз – от лобных отделов к затылочным, соответственно слева (нечетные цифры) и справа (четные цифры)(см. рис. 3.1б):
по оси абсцисс – частота анализируемых ритмов ЭЭГ в Гц,
по оси ординат – значения спектров мощности данных ритмов
На рис. 2.6 представлен тип высокоамплитудной ЭЭГ (диапазон 50– 100 мкВ) с регулярными формами активности, но без сформированного теменно-затылочного фокуса ритма – незрелый высокоамплитудный тип. Для этого типа характерна повышенная дистантная синхронизация основного ритма («гиперсинхронный» тип, по Е. А. Жирмунской). На рис. 2.7 представлены усредненные профили спектральных мощностей данного типа ЭЭГ у обследованных детей. Хорошо видны спектральные пики разной выраженности в альфа– и тета-диапазонах в центральных, теменных и затылочных отделах.
На рис. 2.8 продемонстрирован пространственно неорганизованный высокоамплитудный тип (диапазон 50–100 мкВ) с преобладанием активности низких частот (тета-диапазон, 4–5 Гц). И наконец, редко встречаемый зрелый тип низкой амплитуды (с наличием альфа-активности в теменно– затылочном фокусе в диапазоне до 50 мкВ).
Несмотря на целый ряд особенностей приведенных картинок пациентов (строго говоря, визуального паттерна ЭЭГ), любой из этих типов представляет собой комбинацию 3 основных признаков классификации ЭЭГ у наших детей: пространственной организации основного ритма (наличия/ отсутствия его теменно-затылочного фокуса), амплитудного диапазона данного ритма (высокого или низкого) и, наконец, частоты основного ритма (см. табл. 2.4).
Фрагмент нативной ЭЭГ покоя ребенка группы риска – незрелый высокоамплитудный тип (50–100 мкВ) с несформированным теменно-затылочным фокусом регулярного ритма за счет повышения дистантной синхронизации основного ритма (незрелый высокоамплитудный тип)
обозначения: см. рис. 2, 1, 2,2
Рис. 2.7. Усредненные спектры мощности ЭЭГ обследованных детей с незрелым высокоамплитудным типом (50–100 мкВ), без теменно-затылочного фокуса альфа-ритма
Условные обозначения: см. рис. 2.1, 2.2
Проведен сравнительный анализ межгрупповых различий суммарных спектров мощности по основным диапазонам ЭЭГ в 16 отведениях в выделенных нами группах детей дошкольного возраста:
1-я группа – норма развития ВПФ и речи,
2-я группа – нарушения развития речи при норме других ВПФ;
3-я группа – сочетанные нарушения развития ВПФ и речи.
По основному фактору «группа» статистически достоверные межгрупповые различия выявлены в диапазоне частот основного ритма (альфа – 8–12 Гц): F (2,131) = 4,95, ε = 0,1585, p < 0,01 (рис. 2.9). Как видно из рис. 2.9, по мере нарастания степени отставания в развитии наблюдается снижение спектра мощности альфа-ритма, как и при клинико-физиологической оценке визуальных паттернов ЭЭГ.
Выявлены также статистически достоверные межгрупповые различия при анализе взаимодействия факторов «группа – локализация», в частности, в альфа-диапазоне: F (30,1965) = 2,17, ε = 0,1585, р < 0,001 (рис. 2.10). На рисунке максимальные различия между группами по распределению спектров мощностей по скальпу также отмечены в теменно-затылочном фокусе альфа-ритма.
Фрагмент нативной ЭЭГ ребенка группы риска – незрелый высокоамплитудный тип (50–100 мкВ) с несформированными регионарными различиями и замедлением корковой ритмики (4–4,5 Гц). Нижняя граница частот – постоянная времени 0,1 с
обозначения: см. рис. 2.1, 2.2
Рис. 2.9. Сравнительный анализ суммарных спектров мощности ЭЭГ в альфа-диапазоне у обследованных детей дошкольного возраста с разным уровнем развития ВПФ и речи
Условные обозначения:
по оси ординат – значения суммарных спектров мощности альфа-активности,
по основным отведениям ЭЭГ (схема 10–20),
по оси абсцисс – номер группы дошкольников (см. рис. 2.7)
Сравнительный анализ спектров мощности ЭЭГ
в альфа-диапазоне (8–12 Гц – 3-й анализируемый диапазон) – распределение по отдельным отведениям со скальпа обследованных детей дошкольного возраста с разным уровнем развития ВПФ и речи
обозначения:
по оси ординат – значения спектров мощности (мкВ2);
по оси абсцисс – отведения ЭЭГ по схеме 10–20 (рис. 2.1): слева направо – от лобных отведений к центральным и задним; четное отведение – справа, нечетное – слева.
В правом нижнем углу – обозначения групп дошкольников с разным уровнем ВПФ и речи
Рис. 2.11. Сравнительный анализ спектров мощности ЭЭГ
в бета-диапазоне (15–18 Гц – 5-й анализируемый диапазон) – распределение по отдельным отведениям со скальпа у 3 групп обследованных детей с разным уровнем развития ВПФ и речи
Условные обозначения: см. рис. 2.1
Статистически значимые межгрупповые различия как взаимодействие факторов «группа – локализация» прослежены и в отношении спектров мощности бета-диапазона на частотах 15–18 Гц: F (30,1965) = 2,2, ε = 0,3637, р < 0,001 (рис. 2.11). Как видно из рисунка, межгрупповые различия в диапазоне быстрых частот могли меняться по отдельным отведениям ЭЭГ, но они также были максимально выражены в теменно-затылочных отделах (как и в случае альфа-активности). Но если в 3-й группе (с более выраженным отставанием в развитии) значения спектров мощности по бетаактивности минимальны, то во 2-й группе (с отставанием в развитии речи при норме ВПФ) они достигали максимума (рис. 2.11).
Мы провели также сравнительный анализ ЭЭГ детей 7 лет: одни дети с последствиями перинатального поражения ЦНС с нормой развития (из 1-й группы дошкольников и группы 4А, кто уже в 7 лет пошел в 1-й класс), другие дети здоровые (нормативная база данных ЭЭГ – архив лаборатории проф. Ю. Д. Кропотова). Как оказалось, спектры мощности ЭЭГ данных групп детей достоверно различаются по всем анализируемым частотным диапазонам как по фактору «группа», так и по взаимодействию факторов «группа – локализация»).
У обследованных детей раннего возраста (до 3 лет – табл. 2.5) анализ ЭЭГ в связи с возрастными трудностями длительной безартефактной записи был ограничен клиническими (феноменологическими) признаками описания. Объединяющей особенностью для них является низкая доля незрелых высокоамплитудных ЭЭГ (6–9 %). Более 70 % детей 1-й группы (с нормой развития) имели зрелую структуру ЭЭГ с теменно-затылочным фокусом альфа-ритма – как высокой, так и низкой амплитуды. В то же время в группах с отставанием в психомоторном развитии (2-я и 3-я группы) достоверно выше число незрелых ЭЭГ низкой амплитуды (54,7 % детей, p < 0,05).
Если относительно нормативов ЭЭГ для раннего возраста в литературе есть разночтения, то, начиная с 3–4 лет, альфа-ритму приписывается ведущее значение в формировании возрастной структуры биоритмов. Однако, как показал анализ литературы, преимущество в выборе критериев зрелости отдается частотным параметрам, в частности, с возрастом описывается тенденция к «ускорению», повышению частоты альфа-ритма. Параметры пространственной его организованности и амплитудных модуляций не используются авторами как критерии зрелости/незрелости структуры ЭЭГ, хотя могут быть описаны наряду с частотными параметрами.
Таблица 2.5
Распределение различных типов зрелости ЭЭГ у детей до 3 лет
* достоверные различия типов при р < 0,05
Наши исследования показали, что у детей дошкольного возраста достоверно чаще (около 85 % проанализированных ЭЭГ в норме и при нарушениях развития) встречаются зрелый высокоамплитудный и незрелый низкоамплитудный типы, оставшаяся небольшая доля приходится на низкоамплитудный зрелый и высокоамплитудный незрелый типы (рис. 2.12, 2.13).
Так что условно выделенные типы ЭЭГ могут быть укрупнены в две большие группы – зрелые (сформированные по возрасту) и незрелые (несформированные по возрасту) (табл. 2.4.).
Как видно из рис. 2.12, у обследованных детей 1-й группы с нормой развития ВПФ и речи зрелый тип ЭЭГ: пространственно организованный, с теменно-затылочным фокусом альфа-ритма (как высокой, так и низкой амплитуды) составлял 85 %. Доля незрелого типа (низкой и высокой амплитуды) была достоверно ниже и составляла лишь 15 % от общего числа проанализированных ЭЭГ (р < 0,001).
Во 2-й и 3-й группах детей с различными формами нарушений развития эти пропорции достоверно отличались: общая доля зрелых ЭЭГ снизилась
Рис. 2.12.
Распределение типов зрелости/незрелости ЭЭГ у детей с последствиями перинатального поражения ЦНС 1-й группы – с нормой развития ВПФ и речи (в % от n = 520)
Условные обозначения:
ЗРЕЛ-В – зрелый высокоамплитудный тип ЭЭГ со сформированным теменно-затылочным фокусом альфа-ритма в диапазоне 50–100 мкВ (рис. 2.2); НЕЗРЕЛ-Н – незрелый низкоамплитудный тип ЭЭГ с несформированным теменно-затылочным фокусом альфа-ритма в диапазоне до 50 мкВ (рис. 2.4); НЕЗРЕЛ-В – незрелый высокоамплитудный тип ЭЭГ с несформированным теменно-затылочным фокусом альфа-ритма в диапазоне 50–100 мкВ (рис. 2.6); ЗРЕЛ-Н – зрелый низкоамплитудный тип ЭЭГ со сформированным теменно-затылочным фокусом альфа-ритма в диапазоне до 50 мкВ до 59,0 %, а доля незрелых ЭЭГ (высокой и низкой амплитуды), наоборот, возросла по сравнению с нормой развития более чем в 2,5 раза – до 41,0 % (при p < 0,001) (рис. 2.13).
Рис. 2.13.
Распределение типов зрелости/незрелости ЭЭГ у детей 2-й и 3-й групп с различными нарушениями развития ВПФ и речи (в % от n = 430)
Условные обозначения: см. рис. 2.12
Анализ межгрупповых различий распределения типов ЭЭГ продемонстрировал пропорциональный рост незрелого типа в соответствии со степенью тяжести нарушений развития ВПФ и речи (рис. 2.14).
Так, лишь 26 % детей 2-й группы с более «легкой» проблемой в развитии (с речевыми расстройствами при норме ВПФ) имеют незрелый тип ЭЭГ.
Рис. 2.14. Распределение типов ЭЭГ – зрелого и незрелого – у дошкольников с последствиями перинатального поражения ЦНС с разным уровнем развития ВПФ и речи (в %)
Условные обозначения:
1-я группа – норма развития ВПФ и речи (n = 520)
2-я группа – нарушения развития речи при норме других ВПФ (n = 204)
3-я группа – сочетанные нарушения развития ВПФ и речи (n = 226)
В то же время в 3-й группе детей с сочетанными нарушениями развития ВПФ и речи этот процент достоверно возрастает до 55,3 % (p < 0,001). Таким образом, можно предполагать наличие причинно-следственных связей между степенью сформированности возрастной структуры биоритмов, определяемой по выделенным нами критериям, и степенью выраженности нарушений психических функций и речи ребенка.
В группах детей с нарушениями развития выявлены достоверные различия при сравнении случаев эффективной традиционной коррекции (фармакотерапия, логотерапия, коррекционно-развивающие занятия) и случаев низкой эффективности традиционных подходов (что предполагало в дальнейшем использование ТКМП). Так, доля незрелых ЭЭГ у детей 2-й группы, где традиционный подход к коррекции был успешен, составляла 23,2 %. В то время как у детей данной группы с низкой эффективностью традиционных методов коррекции, которым была показана ТКМП, доля незрелого типа ЭЭГ была почти вдвое выше (44,5 %) (достоверно при р < 0,05) (рис. 2.15). Иначе говоря, если при первичном обследовании у отстающего ребенка выявлен незрелый тип ЭЭГ, можно прогнозировать низкую эффективность использования традиционных коррекционных схем.
В 3-й группе с сочетанными нарушениями развития ВПФ и речи картина сходная (рис. 2.16). Доля незрелых ЭЭГ у детей, дающих позитивную динамику на применение традиционных схем коррекции, составляла 43,6 %, в то время как при их неэффективности (при поступлении для коррекции методом ТКМП) доля незрелых ЭЭГ достоверно возрастала до 61,0 % (p < 0,05).
Рис 2.15.
Распределение типов ЭЭГ – зрелого и незрелого – у детей 2-й группы на традиционных схемах коррекции
Условные обозначения:
черная часть столбика – зрелый тип ЭЭГ, серая часть – незрелый;
I – без применения ТКМП (n = 168),
II – с применением ТКМП (n = 36)
Рис. 2.16.
Распределение типов ЭЭГ – зрелого и незрелого – у детей 3-й группы на традиционных схемах коррекции
Условные обозначения:
черная часть столбика – зрелый тип ЭЭГ, сераая часть – незрелый;
I – без применения ТКМП (n = 85)
II – с применением ТКМП (n = 141)
Рис 2.15. Распределение типов ЭЭГ – Рис. 2.16. Распределение типов ЭЭГ – зрелого и незрелого – зрелого и незрелого – у детей 2-й группы на традиционных у детей 3-й группы схемах коррекции на традиционных схемах коррекции
Условные обозначения: Условные обозначения:
черная часть столбика – зрелый тип ЭЭГ, черная часть столбика – зрелый тип ЭЭГ, серая часть – незрелый; серая часть – незрелый;
I – без применения ТКМП (n = 168), I – без применения ТКМП (n = 85) II – с применением ТКМП (n = 36) II – с применением ТКМП (n = 141)
Анализ типов внутри самой группы незрелых ЭЭГ выявил следующие особенности (табл. 2.6, 2.7). Как было показано, незрелые типы ЭЭГ у детей группы риска – это, как правило, асинхронный низкоамплитудный тип и высокоамплитудный синхронизированный тип, то есть пространственно неорганизованные, без теменно-затылочного фокуса альфа-ритма.
Таблица 2.6
Частота встречаемости различных типов незрелости возрастной структуры ЭЭГ у дошкольников 1-й группы с нормой развития высших психических функций и речи
Таблица 2.7
Частота встречаемости различных типов незрелости возрастной структуры ЭЭГ у дошкольников 2-й и 3-й групп с различными нарушениями развития ВПФ и речи
В 1-й группе с нормой развития ВПФ и речи достоверно чаще (при р < 0,05) среди незрелых ЭЭГ встречались высокоамплитудные (в диапазоне 50–100 мкВ) типы – синхронизированная ЭЭГ и ЭЭГ с замедлением основного ритма: соответственно 42,3 и 37,2 % (от общего числа незрелых ЭЭГ в группе) против асинхронного неорганизованного ритма низкой амплитуды (менее 50 мкВ – 20,5 %) (табл. 2.6). Межгрупповые различия частоты встречаемости высокоамплитудного синхронизированного типа были недостоверны. Но в 3-й группе дошкольников с сочетанными нарушениями развития ВПФ и речи доминирующим был низкоамплитудный асинхронный тип (57 %) как в своей группе, так и в сравнении с вышеупомянутой 1 группой с нормой развития (при р < 0,05).
Рис. 2.17. Распределение типов ЭЭГ – зрелого и незрелого – в % от общего числа учащихся начальных классов с последствиями перинатального поражения ЦНС (4-я группа)
Условные обозначения:
черная часть столбика – зрелый тип ЭЭГ, серая часть – незрелый;
4А – школьники, успешно справляющиеся с учебной нагрузкой (n = 505),
4Б – школьники с наличием школьных трудностей (n = 371) (внутригрупповые различия типов достоверны при p < 0,001)
Сходные тенденции отмечены у детей младшего школьного возраста: доля незрелых ЭЭГ достоверно выше в группе 4Б (у учащихся с нали чием школьных трудностей) p < 0,001 (рис. 2.17). И внутри данной группы труднее поддаются коррекции традиционными способами (психолого-логопедическими, педагогическими, фармакологическими и др.) ученики с незрелым типом ЭЭГ (рис. 2.18), которым в связи с этим могут быть рекомендованы ТКМП.
Как было указано, одним из основных критериев выделения сформированной, зрелой возрастной структуры биоритмов в литературе отмечается также усвоение ритма мельканий при фотостимуляции в диапазоне частот доминирующего ритма (Лукашевич и др., 1994–1998; Дубровинская, 1996). У обследованных нами детей с последствиями перинатального поражения ЦНС усвоение ритма световых мельканий, описанное для здоровых детей, обнаружено лишь в 3,8 % случаев, что характеризует незрелый тип ЭЭГ-активации у детей с последствиями перинатального поражения ЦНС.
Теперь посмотрим, что можно увидеть, если следить за развитием одних и тех же детей: делать им ЭЭГ в 3–4 года, затем в 5–7 лет и далее, а затем сравнивать их самих с самими собой в разном возрасте (продольный срез – лонгитюдное исследование).
Таким способом мы обследовали 400 детей с интервалом между ЭЭГ-исследованиями не менее 1 года (1295 ЭЭГ – табл. 2.8). Сюда вошли 267 детей, имевших в анамнезе перинатальную энцефалопатию, с возрастной нормой развития ВПФ и речи (888 ЭЭГ-исследований). У 133 детей 2-й и 3-й групп с отставанием в развитии ВПФ и речи в дошкольном возрасте, а также школьными трудностями (4Б – дизграфия, дислексия) проведено 407 ЭЭГ-исследований.
Рис. 2.18. Распределение типов ЭЭГ – зрелого и незрелого – у учащихся начальных классов с наличием школьных трудностей (группа 4 Б)
Условные обозначения:
черная часть столбика – зрелый тип ЭЭГ, серая часть – незрелый;
I – без применения ТКМП (n = 255),
II – с применением ТКМП (n = 116), внутригрупповые различия типов достоверны при p < 0,005
Для оценки зрелости/незрелости возрастной структуры биоритмов использовали те же опорные признаки, что и при использовании метода по перечных срезов, когда однократно обследовали детей определенного возраста. Как показал клинико-физиологический анализ, базовые свойства, характеризующие основной тип ЭЭГ – зрелый высокоамплитудный или незрелый низкоамплитудный, – с возрастом сохраняются, несмотря на изменения отдельных параметров ЭЭГ (повышение частоты альфа-ритма, уменьшение медленной активности и пр.) (рис. 2.19, 2.20). Сравнение индивидуальных спектров мощности ЭЭГ у одних и тех же детей в разном возрасте (путем наложения) демонстрирует, что тип ЭЭГ, определенный с помощью ранее описанных приемов, сохраняет квалификационные маркеры: амплитудный уровень и наличие/отсутствие теменно-затылочного фокуса альфа-ритма. Именно недостаточная организованность ритмической структуры биоэлектрической активности у детей группы риска выходит на первый план по сравнению с целым рядом других особенностей ЭЭГ (патологическими формами активности в покое и при нагрузках, полиритмией).
Рис. 2.19. Фрагменты нативной ЭЭГ (незрелый низкоамплитудный тип) одного и того же ребенка: А – в дошкольном возрасте, Б – в начальной школе
Условные обозначения:
слева сбоку – обозначения отведений потенциалов (сверху вниз – от лобных отведений к затылочным – см. рис. 2.1); в правом нижнем углу– величина калибровочного сигнала 50 мкВ, вверху – отметка времени (с), постоянная времени 0,03 с, верхняя граница частот 70 Гц
В частности, у детей со зрелым типом ЭЭГ (высокоамплитудным, с наличием теменно-затылочного фокуса альфа-ритма) уже в раннем возрасте виден пик спектра мощности в диапазоне альфа-ритма в теменно-затылочных отделах, где он преобладает и в школьном возрасте. При диффузном преобладании быстрой асинхронной активности, медленных волн (низкоамплитудный незрелый тип ЭЭГ) и в дошкольном и в школьном с возрасте в теменно-затылочных отделах пика спектра мощности в альфадиапазоне не отмечено, то есть по мере взросления он не формируется.
Как видно из таблицы 2.8, изменение незрелого типа ЭЭГ с возрастом, то есть «дозревание» в виде смены его на ЭЭГ зрелого типа, происходит у незначительной части детей (10–20 %). Иначе говоря, если в дошкольном возрасте ЭЭГ ребенка классифицирована как незрелая низкоамплитудная, то очень высока вероятность того, что и на более поздних этапах онтогенеза (к школьному возрасту) она таковой и останется. То же касается и других описанных типов ЭЭГ.
Рис. 2.20. Фрагменты нативной ЭЭГ (зрелый высокоамплитудный тип) одного и того же ребенка: А – в дошкольном возрасте, Б – в начальной школе
Условные обозначения: см. рис. 2.1, 2.2
Как известно по данным литературы, ЭЭГ здоровых детей с возрастом могут изменяться по амплитудным, частотным характеристикам, реакциям на различные нагрузки и другим признакам. В данном разделе показано, что у детей с последствиями перинатального поражения ЦНС практически не меняется один из основных признаков, который значимо отличает норму от аномального развития. В частности, несформированные (незрелые) ЭЭГ в процессе онтогенеза практически не переходят в другое качество – зрелость, что особенно очевидно именно для низкоамплитудного асинхронного типа незрелой ЭЭГ (рис. 2.4, 2.5, 2.19). Учитывая тесную связь такого типа ЭЭГ с риском формирования нарушений развития ВПФ и речи, описанный феномен приобретает диагностическое значение для обследованных детей группы риска.
Таблица 2.8
Возрастная динамика типов зрелости/незрелости корковой ритмики (продольный срез – лонгитюдное исследование)
Итак, мы проследили всего лишь один пласт из сложной системы, деятельность которой анализируется в рамках комплексного (психофизиологического и клинико-физиологического) подхода к исследованию мозговых механизмов формирования и коррекции нарушений развития ВПФ и речи у детей с последствиями перинатального поражения ЦНС в соответствии с традициями планирования исследований у человека в ИМЧ РАН (Бехтерева, 1974, 2007; Илюхина, 2004).
Данные механизмы формируют органическую (биологическую) почву ограничений обучаемости детей группы риска, связанных с недостаточной степенью зрелости (возрастной сформированности) структуры биоритмов. Все это в конечном итоге может приводить к существенным ограничениям социальной адаптации детей с последствиями перинатального поражения ЦНС в случае недостаточности компенсаторных возможностей нервной системы.
Как уже упоминалось, критерии зрелости/незрелости ЭЭГ у детей большинством авторов выделяются в основном по частотным параметрам: либо ведущего ритма (как правило, альфа-ритма), либо ритма усвоения световых мельканий при фотостимуляции (описаны для практически здоровых детей с разной успешностью обучения).
Предложенная нами оценка зрелости/незрелости биоэлектрической активности мозга по данным ЭЭГ для дошкольников группы риска проста в применении и строится с учетом известных схем клинической ЭЭГ у взрослых, в частности, включает в себя определение ведущего ритма, но делает обязательной также оценку его пространственной организации, наличия теменно-затылочного фокуса (по дихотомическому принципу: присутствует/отсутствует). Известные клинические схемы дополнены оценкой амплитудного диапазона основного (альфа) ритма, который, с одной стороны, характеризует общий уровень электрогенеза, с другой стороны, используется для исследования интегративных процессов ЦНС как отражение процессов управления, синхронизации, регуляции межсистемных взаимодействий (Бондарь, Федотчев, 2000).
Как видно из проведенных нами исследований, основные частоты альфа-активности формируются и превалируют в ЭЭГ детей уже с возраста нескольких месяцев, с последующим повышением частоты волн на более поздних этапах онтогенеза. По данным лонгитюдных исследований (проведенных у одних и тех же детей в разном возрасте), параметры ЭЭГ с высокой вероятностью сохраняют свои основные типологические особенности и на более поздних этапах онтогенеза. В частности, низкоамплитудные асинхронные ЭЭГ или высокоамплитудные синхронизированные ЭЭГ остаются таковыми, несмотря на возрастные изменения многих менее существенных признаков. Несмотря на выраженные различия амплитудного уровня и регулярности, данные полярные типы ЭЭГ объединены одним общим признаком – незрелостью, несформированностью регионарных различий основного (альфа) ритма.
В этой связи интересным представляется мнение Э. Б. Арушаняна (2005) о механизмах указанных нарушений с точки зрения хронобиологии. В соответствии с его гипотезой оба выделенных нами полярных типа могут быть отнесены к явлениям дизритмии, которую автор расценивает как компонент многих психоневрологических заболеваний. Стриатные механизмы, согласно Э. Б. Арушаняну, ответственны в основном за ритмостабилизирующие, синхронизационные процессы в мозге, а гиппокампальные, наоборот, за дестабилизацию биоритмов. За счет такого рода реципрокных отношений в норме обе структуры обеспечивают большую гибкость, хронопластичность мозговой деятельности, необходимую для адекватного поведения. Смещение в какую-либо одну сторону естественного равновесия этих разнонаправленных влияний неизбежно влечет за собой дизритмию в форме гиперсинхронных или десинхронизированных влияний, в любом случае способных вызвать когнитивные нарушения.
Для хронобиологии является аксиомой, что всякая форма патологии неизменно сопровождается дезорганизацией биологических ритмов. В случае когнитивных расстройств хронобиологический дефект может возникать вследствие начальной органической патологии мозга с последующими нарушениями познавательной деятельности. И хотя данные закономерности описаны автором для различных форм органических поражений головного мозга у взрослых, многие из них отражают течение патологических процессов и в детском возрасте.
Полученные нами в лонгитюдном исследовании данные позволяют на рубеже трехлетнего возраста (который является сензитивным периодом в развитии речи и критическим периодом в развитии ребенка) делать прогноз риска формирования тех или иных сложностей в развитии ВПФ, речи, социальной адаптации ребенка на более поздних этапах онтогенеза – в случае определения незрелости возрастной структуры биоритмов по предложенной нами схеме.
Данное свойство является фактором риска ограничения возможностей ребенка, так как характеризует определенную инертность формирования интегративных механизмов мозга, необходимых для развития все более сложных форм психической деятельности за счет формирования межполушарных и внутриполушарных связей (Симерницкая, 1975).
В настоящей работе у детей группы риска (с последствиями перинатального поражения ЦНС) достоверно установлена более высокая частота встречаемости незрелости корковой ритмики при различного рода нарушениях формирования высших ВПФ и речи по сравнению с нормой развития. Показан также достоверный рост доли незрелого типа ЭЭГ в соответствии со степенью тяжести отклонений в развитии ВПФ и речи перинатального генеза. Более того, более высокий уровень незрелости корковой ритмики был выявлен и в каждой группе (у детей с последствиями перинатального поражения в дошкольном и младшем школьном возрасте) с низким уровнем эффективности традиционных методов коррекции с использованием арсенала современных медицинских и психолого-педагогических средств. На основании полученных данных для снижения выраженности проблем обучения для таких детей схему коррекции рекомендуется дополнить методом ТКМП.
Параллельный спектральный анализ ЭЭГ в группах детей, разделенных только по клиническим критериям (наличию/отсутствию отставания в развитии ВПФ и речи), также показал снижение уровня именно альфа-ритма по мере углубления степени отставания в развитии с максимумом выраженности различий в теменно-затылочных отделах коры больших полушарий. Это совпадает с визуальной, феноменологической оценкой зрелости/незрелости ЭЭГ, предложенной в данной работе.
С точки зрения М.М.Семаго (2000), о «функциональной несформированности» можно говорить до тех пор, пока морфогенез той или иной мозговой структуры еще продолжается, в более поздний период онтогенеза необходимо вести речь о уже «предпатологическом» или «субпатологическом» состоянии. И на более поздних этапах онтогенеза это положение себя оправдывает – в отношении детей группы риска, которые не справляются с возрастными нормативными нагрузками вследствие сохранения незрелости интегративных процессов. Это может происходить как результат невосстановимого повреждения необходимых для этого элементов, так и по причине недостаточности собственных компенсаторных возможностей мозга.
Описанные особенности биоэлектрической активности мозга детей с последствиями перинатального поражения ЦНС по многим параметрам не соответствуют возрастным нормативам здоровых детей как в покое, так и при нагрузках (Фарбер, Алферова, 1972; Лукашевич и др., 1994). Как было показано, усвоение ритма мельканий при ритмической фотостимуляции в нормативном диапазоне частот основного (альфа) ритма у обследованных нами детей было выявлено всего лишь в 3,8 % случаев. Это, по мнению Н.В. Дубровинской (1996), характеризует незрелый тип ЭЭГ реакции активации – и, как мы полагаем, может быть одним из маркеров дизрегуляции активационных процессов детей группы риска, формирующих органический компонент церебрастенического синдрома – одного из неврологических ограничений выносливости ЦНС. Именно этот синдром выделяется многими авторами как один из ведущих в школьной дезадаптации. Сравнение детей 7-летнего возраста продемонстрировало более высокий уровень спектральной мощности по всем основным диапазонам ЭЭГ в большинстве отведений биопотенциалов у детей группы риска по сравнению со здоровыми, кроме ряда лобных и центрально-теменных областей левого полушария, которое, как свидетельствуют данные литературы, более уязвимо к действию пре– и перинатальных вредностей.
Владение информацией об особенностях возрастных изменений незрелого типа дает основания для рекомендаций по наблюдению ребенка в динамике или начала проведения коррекционных мероприятий с целью облегчения формирования компенсаторных механизмов. Это позволяет в будущем в необходимом объеме справляться с возрастными нормативными нагрузками. Ведь именно возможностями компенсации функциональных слабостей норма отличается от ненормы (Ахутина, 1997).