Бауманн Урс, Перре Майнрад. Клиническая психология.

Помимо ЭЭГ и МЭГ есть методы, которыми можно отобразить структуры или функции мозга с помощью послойного изображения, эти методы называют томографическими. Открытие в 1895 г. рентгеновского излучения впервые позволило отображать внутренние структуры человеческого тела «неинвазивно», то есть не нарушая его целостности. Рентгеновская диагностика сделала доступными для обследования, во-первых, костные структуры, а во-вторых, — с помощью инъекции соответствующих контрастных средств — кровеносные сосуды и проводники жидкости в организме. Посредством соответствующих расчетов из отдельных теней, которые отбрасывает какой-то объект в различных направлениях, можно реконструировать послойное изображение этого объекта или какого-то органа либо его трехмерного изображения. Методы вычислительной томографии развивались не только для рентгеновских снимков — рентгенокомпьютерная томография (CT), — но и для радиоактивных методов — позитронная эмиссионная томография PET, Single Photon Emission Computertomographie SPECT, — а также для томографических техник, основанных на электромагнитном резонансе ядер водорода, возбужденных переменными магнитными полями (магнитно-резонансная томография MRT). Эти томографические методы можно подразделить на две группы: одни методы отображают мозговые структуры (CT, MRT), другие — предоставляют функциональную информацию о метаболических процессах и их развитии во времени (функциональная магнитно-резонансная томография для MRT, MRS; PET, SPECT). Как правило, речь здесь идет о послойных изображениях функциональной активации, например, изменения кровотока или параметров, которые могут локально возникать в мозге в результате измененного метаболизма. Все эти методы имеют недостатки. Так, скажем, с помощью изображений можно интерпретировать только те изменения в кровотоке или в обмене веществ, которые происходят в мозге до и после раздражителя, прямые же изображения сильно искажаются структурными свойствами. Далее информативность ограничивается тем, что региональный кровоток лишь косвенно отражает нейронную активность и далеко не всегда нейронная активность вызывает изменения в кровотоке. Другой недостаток состоит в том, что для изображения при PET и SPECT требуется сравнительно долгое время (свыше 40 секунд) и кортикальные процессы возбуждения, протекающие более быстро, например при когнитивных процессах, не могут быть распознаны. В соответствии с этим, экспериментальные условия приходится или создавать повторно, или постоянно возобновлять на протяжении длительного временного интервала. При fMRT, правда, слои конкретной области мозга могут считываться с частотой ниже 100 мс; однако кровоток изменяется гораздо медленнее (в диапазоне секунд), что, в свою очередь, затрудняет возможность сопоставить изображение и когнитивную/кортикальную активность. При fMRT пульсирующие магнитные поля создают громкий треск, который мешает дополнительной обработке акустической информации. Кроме того, при этих методах требуется, чтобы на протяжении всего времени обследования пациент неподвижно лежал в трубе. Наконец, PET и SPECT являются инвазивными, поскольку в организм вводятся радиоактивные вещества с соответствующей лучевой нагрузкой. При MRT, и особенно fMRT с его более сильными магнитными полями, энергия проводится в мозг. Тем не менее эти методы позволяют все-таки минимально инвазивным способом проникнуть в физиологические процессы в мозге, недоступные для других средств.
Обобщая, можно сказать, что существенные достоинства ЭЭГ и МЭГ для клинических фундаментальных исследований и практического применения — это их высокая временная разрешающая способность и отсутствие риска при их использовании. Прежде всего благодаря исследованиям PET или fMRT можно с высокой степенью достоверности проверить пространственное распределение, выявленное через локализацию магнитных источников, для более сложных или неизвестных структур источников.

4. Нейрофизиологические основы психических функций

Описанные в предыдущем разделе нейрофизиологические методы можно использовать для описания физиологических основ психических процессов. При этом, правда, практически исключено, что физиологические и психологические плоскости описаний можно непосредственно наложить друг на друга и соотнести такие, например, психологические понятия, как ориентация, внимание или кратковременная память, с каким-то элементарным физиологическим понятием. Попытки соотнести отдельные медиаторы, структуры головного мозга или ВП-компоненты с каким-либо психологическим конструктом — вниманием или с какой-либо эмоцией, например страхом, — и соответствующими расстройствами обусловлены предположением, что можно интегрировать две качественно разные плоскости в одном описании. Но только описание закономерностей и моделирование функций мозга дает нам надежду определить правила привязки физиологических переменных, и только тогда их продукты соответствовали бы психологическим переменным. Такими правилами и моделями мы располагаем лишь в редчайших случаях, так как пока что находимся в самом начале развития теории мозга. Однако уже сейчас мы можем выделить физиологические переменные, которые связаны с определенными психологическими процессами. Ниже приведем некоторые примеры.

4.1. Внимание, ориентация и габитуация

Каким образом человек выбирает из окружающего его перманентного потока раздражителей именно те, которые являются релевантными (для поведения)? Одна из распространенных концепций для ответа на этот вопрос обращается к «автоматической» и «контролированной» обработке информации и вниманию. Фокусировку внимания и подготовку реакции можно представить как результат специфических процессов сравнения между воспринимаемыми паттернами раздражителей и соответствующими воспоминаниями и моделями, сохраняющимися в памяти. Если в результате этого процесса сравнения наблюдается отклонение между энграммой и паттерном раздражителя («mismatch»), то формируется ориентировочная реакция (OR); в то время как повторное совпадение («match») приводит к уменьшению ориентировочной реакции — к габитуации (Sokolov, 1975). [Habituation (нем.) — привыкание, снижение реакции при повторяющемся действии того же самого раздражителя в реальном коротком интервале. — Прим. ред.] Нейроанатомические и нейрофизиологические основы этих аспектов для ранних, автоматических процессов внимания исследовались, в частности, с помощью вызванных потенциалов; Vertex-потенциал оказался индикатором OR, «mismatch negativity» (MMN) — индикатором автоматического распознавания распространения акустических сигналов (Näätänen, 1992). МЭГ- и ЭЭГ-исследования дали указания на локализацию генераторных структур этих компонентов. Так, при акустически возбуждаемом N1 источники из слуховой коры полушарий перекрываются более широкой активацией в лобных долях. Для MMN тоже можно дифференцировать (минимум) два компонента, один из которых — специфический для раздражителя — генерируется во вторичной слуховой коре, а второй — фронтально.
Измененные мозговые электрические корреляты процессов внимания могли бы объяснить изменения таких функций обработки информации и их нейрофизиологических основ при психических и неврологических расстройствах. В клинической психологии Vertex-потенциалы или MMN используются для диагностики и прояснения кортикальных основ психопатологических феноменов. Измененный MMN при расстройствах слуха и афазиях оценивается как свидетельство недостатка распознавания характеристик раздражителя («feature-specific functions») в слуховой коре. Относительно пациентов с шизофренией часто сообщается о редуцированных амплитудах Vertex-потенциала, но не MMN; эти результаты вместе с результатами редуцированных же компонентов потенциала, ассоциирующихся с контролированной обработкой (Р300 и CNV), истолковываются как указание на редуцированную контролированную обработку при одновременно «сверхнормальной» (Callaway & Naghdi, 1982) автоматической обработке (Cohen, 1991). С этим согласуются данные о выраженном у пациентов с шизофренией компоненте P200, который, будучи позитивным компонентом Vertex-потенциала, ассоциируется с интенсивной автоматической обработкой информации (Cohen, 1991). Такие изменения в ЭЭГ-коррелятах процессов внимания можно было бы, например, объяснить, как показали МЭГ-исследования (Reite, 1990), измененной асимметрией височной коры у пациентов с шизофренией по сравнению со здоровыми людьми, что обусловливает более глубокие источники и измененную ориентацию кортикальных диполей, например, для M100 (магнитоэнцефалографический эквивалент N100). Результаты томографических методов тоже внесли свой вклад в дискуссию об измененном (специфическим образом для расстройств) внимании: у пациентов с тревожными расстройствами несколько повышенное кровоснабжение (rCBF, РЕТ и SPECT) фронтальных отделов, которое при провокации страха становилось еще более выраженным с левой стороны фронтально, толковалось как проявление (обусловленное расстройством) повышенного внимания к ситуации измерения и к провокации страха.

4.2. Восприятие, образование ассоциаций, память и кортикальная пластичность

Для возникновения долговременной памяти необходимы устойчивые синаптические связи. Кратковременная память реализуется посредством соединений взаимно возбуждающихся клеток, причем разная ритмичность в этих паттернах возбуждения, возможно, позволяет при одновременной репрезентации отделить друг от друга различные объекты. Подобные подходы к теории мозга смогли бы объяснить основные элементы восприятия, памяти и научения. Дальнейшее исследование нейрофизиологических основ восприятия и научения могло бы повлиять на этиологическое или психопатологические исследование в клинической психологии: с самого зарождения психопатологической дескрипции и (диагностической) классификации главным феноменом шизофрении считаются нарушения ассоциаций.