С каждым годом отмечается неуклонный рост распространенности цереброваскулярных заболеваний, сопровождающихся когнитивными расстройствами, в связи с увеличением числа лиц преклонного возраста. Часто расстройство когнитивной сферы у пожилых людей развивается в сочетании с эмоциональными нарушениями депрессивного характера. Наличие депрессии приводит к снижению когнитивного уровня, что затрудняет диагностику фона, на котором она развивается (нейродегенеративное, цереброваскулярное заболевание и др.). В такой ситуации постановка диагноза специалистами осуществляется на основании субъективных жалоб пациентов. Тем самым повышается актуальность раннего выявления маркеров данной патологии при наличии депрессивных проявлений, что позволит своевременно и обоснованно назначить целенаправленную терапию.

Методика ЭЭГ давно используется для изучения нейрофизиологии когнитивных нарушений и депрессии. На основании первых ЭЭГ-исследований, с изучением эмоциональных расстройств у пациентов, уже в 40-е годы XX века были обнаружены специфические изменения в рисунке ЭЭГ [1]. Диагностический потенциал ЭЭГ-метода еще больше увеличивают современные методы статистической обработки и математического анализа. Также ЭЭГ с когнитивной нагрузкой находит применение все в большем количестве исследований в связи с обнаружением того факта, что патологические изменения при ЭЭГ-исследовании становятся отчетливее после когнитивных заданий, нежели при записи рутинной фоновой ЭЭГ. Проведение определенных тестов демонстрирует взаимосвязь между изменением поведенческих, субъективных электрофизиологических параметров и появлением патологических маркеров определенной нозологии на ЭЭГ.

Цель исследования: выявление ранних маркеров при проведении регистрации ЭЭГ больным с дисциркуляторной энцефалопатией и эмоциональными нарушениями депрессивного характера в процессе когнитивной нагрузки.

Материал и методы исследования

Выполнение исследования осуществлялось на базе «Поликлиники для взрослых» МБУЗ «ГБ № 1 им Н.А. Семашко» г. Ростова-на-Дону, кафедры медицинской и биологической физики ФГБОУ ВО «РостГМУ» Минздрава России и Центра неврологического клиники ФГБОУ ВО «РостГМУ» Минздрава России на протяжении 2016-2021 гг. На настоящий момент обследовано 89 пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией и сопутствующими депрессивными расстройствами, из них 38 мужчин и 51 женщина. Распределение пациентов по уровню образования было следующим: у 60% - высшее образование, у 33% - среднее специальное, у 7% - среднее общее. Представлены результаты обследования 24 больных в возрасте 69-81 года (средний возраст 75±3,8 года) с ДЭП II стадии и умеренными когнитивными расстройствами (УКР) (I группа); по Монреальской шкале оценки психических функций (MoCA) [2] средний балл составил 25±0,8. Во вторую (II) контрольную группу вошли 27 человек без когнитивных расстройств (17 женщин и 6 мужчин), средний возраст составлял 66±3,7 года (от 60 до 72 лет); средний балл по Монреальской шкале оценки психических функций (MoCA) 28±0,6. В третью (III) группу были включены 38 больных в возрасте 71-82 лет (средний возраст 76,5±3,6 года) с ДЭП II стадии, УКР и сопутствующими депрессивными расстройствами; средний балл по Монреальской шкале оценки психических функций (MoCA) 25±0,5. Пациентам III группы было проведено лечение препаратом Целлекс по 0,1 мг п/к 1 раз в сутки в течение 10 дней. Оценка результатов лечения в виде повторной записи ЭЭГ с когнитивной нагрузкой проводилась через 1,5 месяца, и данные пациенты были отнесены в IV группу.

Исключались из исследования пациенты, перенесшие острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) и ОНМК в остром периоде, а также пациенты с деменцией. Тяжелая депрессия, декомпенсированные эндокринологические заболевания (сахарный диабет, гипотиреоз), хронические соматические заболевания (гепатологические и нефрологические, гематологические), прием психотропных препаратов являлись критерием исключения участия из исследования. Одобрение протокола исследования локальным независимым этическим комитетом получено 3 ноября 2016 г. № 18/16). До включения в исследование у всех участников получено письменное информированное согласие.

Всем пациентам было выполнено клиническое неврологическое обсле­дование, включающее в себя сбор жалоб, анамнеза, оценку неврологического статуса, также проводилось дополнительное инструментальное обследование, включающее КТ, МРТ головного мозга, УЗДГ БЦА. Включение пациентов в группы осуществлялось в соответствии с международными критериями УКР [3], нейропсихологическая оценка на основании шкалы MMSE. По данным MMSE, отсутствие когнитивных нарушений соответствовало 29-30 баллам, легкие когнитивные нарушения - 27-28, умеренные когнитивные нарушения - 24-26 баллов. Оценка по результатам тестирования с помощью Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (MoCA-тест) проводилась следующим образом: 26-30 баллов -когнитивно здоровые испытуемые; 24–25 баллов - умеренные когнитивные нарушения [4], выполняли батарею тестов для оценки лобной дисфункции (БЛД). Оценка эмоционального состояния пациентов проводилась с использованием Госпитальной шкалы тревоги и депрессии (HADS) (включение пациентов в исследование проводилось при сумме баллов больше 7) [5].

Энцефалографическое исследование осуществлялось при помощи электроэнцефалографической установки «Энцефалан-131-03» (производство ООО НПКФ «Медиком-МТД», г. Таганрог), применялась международная схема расположения электродов «10–20» по 16 монополярным отведениям с референтными ипсилатеральными ушными электродами. Начальный этап исследования заключался в проведении фоновой записи ЭЭГ в течение 6 минут попеременно с закрытыми и открытыми глазами, после этого проводились когнитивные тесты: «Слова», «Что общего?», «Счет» и «Растения». Проба «Что общего?» заключается в поиске обобщающих признаков, оценивает абстрактное мышление, зрительный гнозис, функцию лобных и затылочных структур соответственно. «Слова» -запоминание серии из 5 слов и их отсроченное воспроизведение - оценка вербальной памяти и функции височных долей. «Счет» - исследование интеллекта, памяти (забывчивость промежуточного результата), наличие персевераций и беглости речи - функция лобной и теменной долей. «Растения» - ассоциативный тест, заключается в произнесении пациентом в течение 20 секунд растений на букву «Л», что также позволяет выявить беглость речи и оценить функциональную активность лобных долей. Когнитивная нагрузка сопровождалась непрерывной записью ЭЭГ, учитывались помехи миограммы и окулограммы. За основу методики регистрации ЭЭГ взят разработанный ранее сценарий, описанный в патенте [6]. Далее выделенные участки ЭЭГ подвергались спектральному анализу. Усредненная спектральная мощность измерялась в мкВ2 и оценивалась в стандартных частотных диапазонах (альфа, бета, тета, дельта).

Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 10.0, а также Excel 2010. Для оценки количественных показателей на соответствие нормальному распределению использовался критерий Шапиро-Уилка (при числе исследуемых менее 50), при числе исследуемых более 50 - критерий Колмогорова-Смирнова, а также показатели асимметрии и эксцесса. Значения медианы (Me) и нижнего и верхнего квартилей (Q1-Q3) использовались для совокупности количественных показателей, распределение которых отличалось от нормального. Для сравнения средних величин в нормально распределенных совокупностях количественных данных применялся t-критерий Стьюдента. В случаях отсутствия признаков нормального распределения данных для сравнения независимых совокупностей использовался U-критерий Манна-Уитни. Различия показателей считались статистически значимыми при уровне значимости p<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Оценка фоновой записи ЭЭГ (табл. 1) продемонстрировала статистически значимое увеличение мощности δ-ритма у пациентов с УКР во всех отведениях с преобладанием в отведениях слева относительно пациентов группы контроля, у пациентов III и IV группы отмечалось уменьшение мощности после лечения, статистически значимое в лобных и затылочных отведениях слева. Оценка θ-ритма у пациентов группы I и II демонстрирует статистически значимое уменьшение мощности с асимметрией в левых отведениях.

β-ритм статистически значимо увеличивался у пациентов II группы относительно пациентов с УКР (I группа) асимметрично слева, у пациентов IV группы отмечалось уменьшение β-активности во всех отведениях после лечения. Известно, что в патологических условиях увеличение мощности β-активности входит в характерный рисунок депрессии на ЭЭГ, особо ярко выражен он до лечения ввиду дисфункции процессов коркового возбуждения/торможения. Рядом авторов присутствие подобной аномалия описано в передних отделах мозга, другими авторами - в задних [7].Таким образом, на фоне лечения мы видим снижение β-активности.

У пациентов с депрессией после лечения (группа IV) уменьшение мощности α-ритма отмечалось преимущественно в правых отделах передних и задних отведений. На основании результатов других работ можно прийти к выводу, что существует корреляция между успешно выполненными заданиями на внимание, память и пиком α-ритма, также данный ритм коррелирует со скоростью протекания информационных процессов [8].

Таблица 1

Параметры ЭЭГ фоновой записи с закрытыми глазами (ФонЗГ) у пациентов I, II, III и IV групп (спектральная мощность, мкВ2/Гц)

Примечание: при уровне значимости р≤0,05 различия между средними показателями ОЗМ статистически значимы с вероятностью 95% (ячейки светло-серого цвета), при уровне значимости р≤0,01 различия между средними показателями ОЗМ статистически значимы с вероятностью 99% (ячейки темно-серого цвета).

Таблица 2

Когнитивная нагрузка (тесты «Что общего?» и «Слова») в группах испытуемых III и IV, Показатель значимости различий (t), уровень значимости (р) между ритмами в каждом отведении

Примечание: см. табл. 1.

По результатам регистрации тестов «Что общего?» и «Слова» (табл. 2) мы видим усиление мощности δ-ритма в левых лобных отделах в группе больных с депрессией, увеличение мощности α-ритма во всех отведениях, усиление мощности β-ритма асимметрично слева. По данным литературы, при выполнении сходных когнитивных операций, требующих взаимодействия обширных и отдаленных функциональных нейросетей, регистрируются θ- и δ-активность. При этом задания повышенной сложности задействуют преимущественно δ-активность [9].

Тест «Слова» продемонстрировал синхронное уменьшение мощности α- и β- диапазона асимметрично слева, уменьшение мощности в δ-диапазоне в центральных, теменных, затылочных отведениях.

Таблица 3

Когнитивная нагрузка (тесты «Растения» и «Счет») в группах испытуемых III и IV. Показатель значимости различий (t), уровень значимости (р) между ритмами в каждом отведении

Примечание: см. табл. 1.

На фоне проведения когнитивной нагрузки отмечались следующие изменения в группе IV больных после лечения (табл. 3): тест «Растения» продемонстрировал возрастание мощности δ-ритма асимметрично в отведениях слева, снижение показателей мощности α-ритма во всех отведениях, снижение мощности β-ритма в лобных, височных, центральных отведениях, что свидетельствует о недостаточности активирующих влияний регуляторных структур разного уровня [10].

Тест «Счет» (табл. 3) вызвал нарастание показателей медленноволновой активности δ- и θ-диапазона асимметрично слева в группе после лечения, увеличение β-мощности в центральных и теменных отведениях слева и уменьшение α-мощности асимметрично в левых отведениях. Нарастание β-мощности обусловлено анализом новых перцептивных паттернов информации.

Противоположные изменения получены при проведении теста «Что общего?» (табл. 4) - нарастание мощности α-ритма во всех отведениях, тест «Слова» (табл. 4) вызвал также усиление α-ритма, но преимущественно в задних отделах, что свидетельствует о вовлечении верхнестволовых структур мозга и лимбической системы. Известно, что альфа-ритм является отражением функции эпизодической памяти и у пожилых людей имеет тенденцию к снижению [11].

Рис. 1. Когнитивная нагрузка (тест «Что общего?», α-ритм) в группах испытуемых с ДЭП+УКР и когнитивно здоровыми

Примечание: по оси абсцисс представлены ЭЭГ-отведения, по оси ординат - амплитуда, мВ;

* - достоверные отличия групп больных от группы контроля (р<0,05);

** - достоверные отличия групп больных от группы контроля (р<0,001).

Рис. 2. Когнитивная нагрузка (тест «Слова», α-ритм) в группах испытуемых с ДЭП+УКР и когнитивно здоровыми

Примечание: по оси абсцисс представлены ЭЭГ-отведения, по оси ординат - амплитуда, мВ;

* - достоверные отличия групп больных от группы контроля (р<0,05);

** - достоверные отличия групп больных от группы контроля (р<0,001).

Рис. 3. Когнитивная нагрузка (тест «Счет», δ-ритм) в группах испытуемых с ДЭП+УКР и когнитивно здоровыми

Примечание: по оси абсцисс представлены ЭЭГ-отведения, по оси ординат - амплитуда, мВ;

* - достоверные отличия групп больных от группы контроля (р<0,05);

** - достоверные отличия групп больных от группы контроля (р<0,001).

Рис. 4. Когнитивная нагрузка (тест «Растения», δ-ритм) в группах испытуемых с ДЭП+УКР и когнитивно здоровыми

Примечание: по оси абсцисс представлены ЭЭГ-отведения, по оси ординат - амплитуда, мВ;

* - достоверные отличия групп больных от группы контроля (р<0,05);

** - достоверные отличия групп больных от группы контроля (р<0,001).

Тест «Растения» (рис. 4) у пациентов II группы по сравнению с I демонстрирует статистически значимое увеличение мощности в δ-диапазоне в лобных и височных отведениях, уменьшение α-мощности в центральных отведениях, уменьшение β-ритма в лобных и теменных отделах. По данным ряда авторов, уменьшение мощности альфа-ритма возникает после длительной когнитивной нагрузки, что, по мнению Klimesch W. [12], объясняется задействованием рабочей памяти, а это приводит к подавлению альфа-ритма на ЭЭГ. Тест «Счет» (рис. 3) у пациентов с УКР позволяет наблюдать увеличение мощности δ-активности в лобных, височных, теменных отведениях.

Таким образом, при оценке фоновой записи ЭЭГ и проведении когнитивных тестов полученные результаты оказались различными.

Фоновая запись ЭЭГ (табл. 1) демонстрирует статистически значимое нарастание мощности δ-ритма у пациентов с УКР в лобных, теменных и затылочных отведениях слева относительно пациентов группы контроля. В то время как θ-ритм у пациентов группы I имеет тенденцию к уменьшению мощности асимметрично в левых отведениях, у пациентов группы IV также отмечалось уменьшение мощности в затылочных отведениях в сравнении с группой III. Данные изменения мощности могут быть интерпретированы как реорганизация биоэлектрической активности, и, по данным литературы, указанные нарушения обозначены как нарушения как таламо-кортикальных, так и межцентральных взаимодействий, при этом максимальные отличия от нормы обнаруживаются в задних регионах.

Увеличение мощности β-ритма наблюдалось у пациентов группы контроля относительно пациентов с УКР в левых лобных и височных отведениях, у пациентов группы IV β-активность была снижена преимущественно в передних отделах после лечения. Показатели мощности α-ритма снижались у пациентов с УКР в задних отделах, возрастали у пациентов группы контроля в теменных отведениях справа, у пациентов с депрессией после лечения увеличение мощности наблюдалось в левых фронтальных отделах. Нарастание медленноволновой части спектра ЭЭГ во фронтальных отделах, наряду со снижением α-активности в задних отделах, свидетельствует о нарушениях в распределении и фокусировке внимания, другими словами, об истощении когнитивных ресурсов. Полученные данные также могут свидетельствовать о нарушении структурной связности поясной извилины.

На фоне когнитивной нагрузки (тесты «Растения» и «Счет») (рис. 3, 4) между пациентами I и II группы продемонстрированы статистически значимые увеличения мощности θ- и δ-ритма. На фоне проведения тестов «Что общего?» и «Слова» (рис. 1, 2) отмечалось статистически значимое увеличение α- и δ-ритма лобных отведений левого полушария. При проведении теста «Растения» (рис. 4) наблюдалось увеличение δ-ритма в височных и затылочных отведениях. При тесте «Счет» (рис. 3) возрастание δ-ритма наблюдалось в передних отделах (лобные, центральные и теменные отведения). Увеличение дельта-активности свидетельствует о сосредоточении испытуемого на выполнении когнитивной задачи, а также о повышенной сложности заданий. Наблюдалось изменение локализации δ-ритма с лобных отделов в теменно-височные. Появление δ-ритма в лобных отделах было связано с поддержанием устойчивого внимания. Регистрация δ-ритма в теменно-височных отделах свидетельствовала о воспроизведении внутренней речи, репетиции вербальной рабочей памяти.

В группах испытуемых с депрессией до лечения при выполнении когнитивных тестов фиксировались статистически значимые увеличения α-, β-, δ-ритма с тенденцией к асимметрии в правых отделах при выполнении когнитивных тестов (табл. 2, 3).

Известно, что предъявление когнитивной нагрузки молодым здоровым лицам вызывает увеличение α-, β-активности, при этом мощность медленноволновой активности δ- и θ-ритмов не увеличивается. Полученные нами изменения обусловлены возрастом испытуемых, тенденцией к снижению процессов активации при старении.

Заключение

Таким образом, в нашем исследовании мы выявили следующие характерные нейрофизиологические признаки для пациентов с УКР: нарастание медленноволновой θ- и δ-активности в передних отделах, с тенденцией к миграции δ-активности в лобные и теменно-височные отделы по мере выполнения когнитивных заданий, появление α-ритма в лобных отделах, наряду с его снижением в задних отделах.

Для пациентов с депрессией были получены противоположные нейрофизиологические изменения: нарастание медленной δ-активности и α-, β-ритмов в передних отделах с асимметрией в правых отведениях.

Полученные результаты достоверны и могут служить дополнительными критериями для постановки диагноза «хроническая ишемия головного мозга с УКР» и «хроническая ишемия мозга с сопутствующими депрессивными расстройствами». Планируется получение числовых диапазонов для диагностики данных состояний на основании когнитивной ЭЭГ.