Трансформація сонного веретена в епілептиформні активності

1. Матеріал і методи дослідження
2. Результати дослідження
3. Обговорення і висновки

Вивчення особливостей функціональної активності мозкових структур є надзвичайно важливе завдання сучасної неврології, оскільки за допомогою оцінки цих змін лікар може діагностувати, підтверджувати і здійснювати контроль неврологічних захворювань, особливо пов'язаних з пароксизмальними станами. Проте деякі важливі аспекти взаємодії коркових і підкіркових структур досі залишаються маловивченими, що ускладнює не тільки процес діагностики і лікування різних пароксизмальних станів в клініці нервових хвороб, а й нерідко дає привід до формування різних невірних тлумачень одного і того ж патологічного процесу.

Однією з таких проблем є вивчення механізмів інтеріктальном взаємодії коркових і глибинних мозкових структур і дослідження їх ролі в генерації специфічних епілептиформних патернів. Основна складність полягає в тому, що через технічні, етичних або інших аспектів дослідник часто позбавлений можливості безпосередньо отримувати інформацію про активність тієї чи іншої мозкової структури. З цієї причини найчастіше дослідник оперує сумарними даними, виділяючи цікавить його аспект за допомогою різних технічних рішень.

В кінці XIX століття Х. Джексон розглядав розвиток епілептичного нападу тільки як патологічний процес коркових структур, фактично виключаючи підкіркові освіти з процесу формування епілептичного нападу, але вже на початку XX століття, особливо після досліджень А. Я. Кожевникова і представників російської неврологічної школи, думки вчених розділилися. Один напрямок визнавало виняткову роль коркових структур у формуванні епілептичного нападу, інше розглядало можливість генерації патологічної епілептиформні активності як в коркових, так і в глибинних мозкових структурах [1-3]. Тільки в 60-і роки минулого століття, після публікації фундаментальних робіт У. Пенфилда і М. Джаспера, в середовищі неврологів зміцнилося якесь єдина думка про функціональне взаємодії коркових і підкіркових мозкових структур, сформульоване в структурі теорії про центренцефаліческой системі [4, 5]. На підставі подальших досліджень, на початку 70-х років з'явилася «кортікоретікулярная» теорія, згідно з якою вирішальною ланкою формування епілептиформні активності є механізм взаємодії кори великих півкуль і ядер таламуса - «таламокортікальную петля» [6, 7]. Відповідно до цієї теорії, первинно-генералізовані напади виникають внаслідок трансформації специфічної таламокортікальной активності (так званих веретен сну) в комплекси спайк-хвиля з подальшою майже миттєвою генералізацією по всій корі головного мозку через таламические структури.

Основними доказами цієї теорії служать дані відеоелектроенцефалографіческого (ВЕЕГ) моніторингу та поліграфічних записів, які свідчать про найбільш частому виникненні специфічних спайк-хвильових ритмів під час 2-ї фази повільного сну, причому майже завжди має місце поєднання сонного веретена, що генерується ретикулярних клітинами таламуса, і характерного для епілептичного розряду спайк-хвильового графоелемента або ритму.

Експериментальні роботи, результати яких використовуються для підтвердження даної теорії, наводять такі експериментальні факти: ін'єкція препаратів-конвульсантов (найчастіше блокаторів рецепторів гамма-аміномасляної кислоти) в кору викликає поява епілептиформні активності у вигляді розрядів високоамплітудних комплексів спайк-хвиля частотою 3 Гц; ін'єкція тих же препаратів у ядра таламуса також викликає генерацію коливань частотою 3-4 Гц, але без розвитку типових розрядів спайк-хвиля; при видаленні таламуса ін'єкція препаратів-конвульсантов в кору у тварин викликає поява комплексів спайк-хвиля, але меншої амплітуди і малої (1,5-2 Гц) частоти [8, 9].

Опоненти цієї теорії також наводять свої докази. Зокрема, основним запереченням є той факт, що розвиток генералізованого тоніко-клонічні напади виникає не тільки в фазах повільного, але і в стані швидкого сну, а також і в стані фізіологічного неспання, коли активність ретикулярних клітин таламуса пригнічена активністю коркових структур. При дослідженні експериментальних моделей епілепсії встановлено, що при подразненні глибинних структур, зокрема і таламических, незважаючи на схожість клінічної картини не вдається отримати характерного епілептіформного патерну - гострої-повільної хвилі, а отримана картина в основному складається з поліморфних тета-і дельта-хвиль [ 10, 11].

Метою цього дослідження стало вивчення особливостей трансформації сонних веретен в епілептиформні патерни у пацієнтів з різними формами епілепсій.

Матеріал і методи дослідження

Був проведений аналіз записів функціональної активності мозкових структур, вироблених за допомогою ВЕЕГ-моніторингу сну 8 пацієнтів різного віку, які страждають ідіопатичною епілепсією з епілептичними припадками під час нічного сну. У їх число увійшли 1 пацієнт з дитячої абсансной на епілепсію, 3 пацієнта з юнацькою миоклонус-епілепсію, 4 пацієнта з епілепсією з ізольованими тоніко-клонічними нападами під час сну. Вік обстежених пацієнтів становив від 6 до 26 років. Крім того, в якості групи порівняння аналогічного обстеження були піддані 3 пацієнта, що страждають симптоматичної фокальної лобової епілепсію посттравматичного генезу, також мають епілептичні припадки, що розвиваються переважно уві сні. Вік цих пацієнтів становив 16-26 років.

На підставі того факту, що в запису сигналу електроенцефалограми (ЕЕГ) присутні різні частотні складові, аналіз отриманих результатів включав як оцінку нативной записи в поєднанні з поданням цікавить ділянки в різних монтажних схемах ЕЕГ комутації, так і виділення окремих частотних гармонік сигналу, за допомогою узкополосной фільтрації .

Результати дослідження

Найбільш типові результати досліджень характеризувалися реєстрацією під час 2-ї фази сну з повільним рухом очних яблук (NonRapid Eye Movements (non-REM)) епілептиформні активності у вигляді мономорфних ритмічних високоамплітудних комплексів гостра-повільна хвиля (спайк-, поліспайк-повільна хвиля), графічно пов'язаних з сигма-ритмом (сонними веретенами).

Клінічне дослідження № 1

Пацієнтка К., вік 6 років. Діагноз: «ідіопатична епілепсія з генералізованими тоніко-клонічним припадками». Пацієнтка була направлена ​​на ВЕЕГ для підтвердження діагнозу.

В ході дослідження у пацієнтки була виявлена ​​первинно-генералізована епілептиформна активність у вигляді ритмів високоамплітудних комплексів гостра-повільна хвиля частотою 3-3,5 Гц, що виникають переважно у 2-й фазі повільного сну як трансформація сонного веретена (рис. 1).

Проте, подальший аналіз ЕЕГ-записи з використанням змішаної схеми відведень (моно- і біполярного монтажу) дозволив виявити збереження в ЕЕГ-записи активності, характерної для сонних веретен (рис. 2). Це спостереження змусило перевірити характеристики реєстрованої активності із застосуванням узкополосной фільтрації сигналу, що дозволяє виділити його окремі складові.

Використання ремонтажа схеми відведень з подальшою узкополосной фільтрацією виявило, що, при придушенні характерною структури епілептіформного сигналу в біполярної схемою відведень, в записи зберігалася деформована активність, характерна для сонних веретен.

Подальше використання фільтрації з ще більш вузькою смугою пропускання сигналу в поєднанні з біполярної схемою відведень (рис. 3) дозволило краще виділити збереження сонних веретен навіть в момент розвитку епілептиформні активності.

При подальшій фільтрації ЕЕГ-сигналу і використанні вузької смуги фільтрації, що відповідає частотам сонних веретен, була виявлена ​​збереження структури сонних веретен під час генералізованої епілептиформні активності (рис. 4): на малюнку видно, що вона лише незначно деформує структуру сонного веретена, що, ймовірно , є результатом простого накладення цих двох сигналів при відображенні.

Клінічне спостереження № 2

Пацієнтка А. М., вік 25 років. Діагноз: «епілепсія з генералізованими тоніко-клонічним припадками під час сну в стадії медикаментозної ремісії». Пацієнтка була направлена ​​на ВЕЕГ для вирішення питання про скасування антіконвульсантной терапії.

Під час дослідження у пацієнтки була виявлена ​​епілептиформна активність у вигляді спалахів високоамплітудних комплексів поліспайк-повільна хвиля, що виникають переважно у 2-й фазі повільного сну на закінчення сонного веретена (рис. 5).

У наведеному прикладі видно збереження біоелектричної активності, характерної для сонного веретена після спалаху епілептиформні активності. Подальший аналіз, проведений з використанням ремонтажа схеми відведень і узкополосной фільтрації, також дозволив виявити збереження структури сонного веретена в іктальний період (рис. 6 і 7).

Таким чином, застосування узкополосной фільтрації в аналізі ЕЕГ пацієнтів, що мали трансформацію сонних веретен в епілептиформні активності, показує відносну незалежність досліджуваних коливальних процесів один від одного, оскільки в іншому випадку частотно-хвильова структура сонних веретен мала порушуватися в період виникнення епілептиформні активності, але такого в обстежених записах не спостерігалося.

Аналіз сну пацієнтів, які страждають симптоматичної парціальної на епілепсію, які не виявляв ніякого зв'язку між часом розвитку патологічної епілептиформної активністю на ЕЕГ і фазами сну. Патологічна епілептиформна активність, на відміну від ідіопатичних форм захворювання, реєструвалася практично у всіх фазах REM-сну без будь-якого стійкого переважання, ніякого зв'язку розвитку епілептиформні активності з сонними веретенами теж не виявлялося (рис. 8 і 9).

Обговорення і висновки

Отримані в ході дослідження дані показують, що при виникненні генералізованої епілептиформні активності структура сигма-ритму сонних веретен зберігається навіть в момент реєстрації епілептіформного патерну на ЕЕГ. Фактично, даний феномен можна розцінювати як збереження активності ретикулярних клітин таламуса під час розвитку епілептиформні активності в корі. Тим самим не підтверджується основний постулат таламокортікальную взаємодії - виникнення епілептиформні активності внаслідок трансформації сонного веретена в комплекси гостра-повільна хвиля і їх подальше поширення по кірковим структурам через корково-таламические зв'язку, оскільки в останньому випадку структура сонного веретена мала порушитися через зміни функціонального стану таламических структур.

Таким чином, виникнення епілептиформні активності в коркових структурах на кшталт ритмів високоамплітудних комплексів гостра-повільна хвиля, виходячи з даних прикладів, найімовірніше є виключно кірковим феноменом, який в деяких випадках, можливо, провокується активністю сонного веретена.

Видимий дослідниками загальна картина трансформації сонного веретена в епілептиформні активності, що реєструється в первісної (нативної) записи, швидше за все, є:

1) результатом графічної сумації і суперпозиції різних частотних сигналів і їх складових, що виникають в єдиний момент часу;
2) реєстрацією груп спайки, що передує комплексу гостра-повільна хвиля;
3) видом епілептіформного паттерна типу поліспайк-повільна хвиля, характерного для деяких видів епілепсій [4, 12].

Проте, переважання епілептиформні активності у 2-й фазі non-REM-сну у хворих ідіопатичною формами епілепсії все ж змушує припускати існування механізмів (можливо, непрямих), які активізують виникнення епілептиформні активності з боку глибинних структур, оскільки близька клінічна картина, яка спостерігається у пацієнтів з симптоматичними формами захворювання, що не виявляла аналогічних феноменів, демонструючи роз'єднання сигма-активності (сонні веретена) і епілептиформних патернів.

література

1. Jackson JH Epileptic attacks in a patient who had symptoms pointing to gross organic disease of the right temporosphenoidal lobe // Brain. 1899; 22: P. 534-549.
2. Петрухін А. С., Мухін К.Ю., Глухова Л. Ю. Принципи діагностики та лікування епілепсії у педіатричній практиці. М., 2009; 43 с.
3. Поликовскій М. Г., Добронравов С. Н. Електроенцефалографія при кожевніковської епілепсії // Ж. невропатології і психіатрії. 1952. Т. 2, вип. 5, с. 47-49.
4. Luders H., Noachtar S. eds. Atlas and Classification of Electroencephalography. Philadelphia: WB Saunders, 2000; 208 p.
5. Gloor P. Generalised cortico-reticular epilepsies. Some considerations on the pathophysiology of generalised bilaterally synchronous spike and wave discharge // Epilepsia. 1968; 9: p. 249-263.
6. Leresche N., Lambert RC, Errington AC, Crunelli V. From sleep spindles of natural sleep to spike and wave discharges of typical absence seizures : is the hypothesis still valid? // Pflugers Arch. Eur J Physiol. 2012 463: p. 201-212.
7. Crunelli V., Leresche N. Childhood absence epilepsy: genes, channels, neurons and networks // Nat Rev Neurosci. 2002; 3: p. 371-382.
8. Avoli M., Gloor P., Kostopoulos G., Gotman J. An analysis of penicillin-induced generalized spike-and-wave discharges using simultaneous recording of cortical and thalamic single units // J Neurophysiol. 1983; 50: p. 819-837.
9. Kostopoulos G., Gloor P., Pellegrini A., Siatitsas I. A study of the transition from spindles to spike and wave discharge in feline generalized penicillin epilepsy : EEG features // Exp. Neurol. 1981, 73: p. 43-54.
10. Penfield W., Jasper H. Epilepsy and the Functional Anatomy of the Human Brain . Boston: Little, Brown & Co; +1954: 204 p.
11. Smyk MK, Coenen AM, Lewandowski MH, van Luijtelaar G. Endogenous rhythm of absence epilepsy: relationship with general motor activity and sleep-wake states // Epilepsy Res. 1993: p. 120-127.
12. Мухін К.Ю., Петрухін А. С., Глухова Л. Ю. Епілепсія, атлас електроклініческой діагностики. М .: Альварес Паблишинг, 2004. 440 с.

С. А. Гуляєв, доктор медичних наук, професор
А. В. Овчинников
І. В. Архипенко, кандидат медичних наук
С. Є. Гуляєва, доктор медичних наук, професор

ГОУ ВПО ВГМУ МОЗ РФ, Владивосток

Контактна інформація про авторів для листування: [email protected]

Купити номер з цією статтею в pdf