Группой сотрудников Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ под руководством доктора медицинских наук Сергея Гуляева разработаны новаторские технологии исследования функциональной активности головного мозга человека на основе данных электроэнцефалографии (ЭЭГ).
В ходе своих исследований ученые НИЯУ МИФИ пришли к выводу, что классический подход к электроэнцефалографическому исследованию малоинформативен, поскольку фиксируемые ритмические феномены отражают не функциональную активность корковых структур головного мозга, а скорее являются фоновыми характеристиками.
Для головного мозга человека характерны постоянные электрические колебания, которые фиксируются с помощью электроэнцефалографии – метода записи электрических потенциалов с помощью электродов, присоединяемых к поверхности человеческой головы. Долгие годы ученые пытались изучать сами эти ритмы, однако исследования группы С.А Гуляева показывают, что еще большей информативности могут обладать события исчезновения (рассинхронизация) этих ритмов, что может сигнализировать об усилении активности соответствующей зоны мозга.
Таким образом, для понимания процессов активной мозговой деятельности, внимание исследователей, должно быть направлено именно на участки мозга, где наблюдается десинхронизация и исчезновение мозговых ритмов.
«Фактически эта идея изменения базовой парадигмы, позволяет поставить метод ЭЭГ в один ряд с другими методиками функционального исследования. Если говорить уж очень просто, то надо перевернуть с ног на голову имеющуюся в настоящее время технологию», - отмечает Сергей Гуляев.
Предложенный учеными МИФИ метод анализа данных ЭЭГ, позволяет получить картину функциональных зон мозга, примерно соответствующую «мозговым картам», полученным другими методами.
Для подтверждения этих идей были проведены исследования групп пациентов с различными функциональными расстройствами, что позволило выделить некоторые особенности мозговой активности, позволяющие определить характерные для этих расстройств особенности нарушений восприятия окружающей среды. В частности, у людей с расстройством адаптации было обнаружено угнетение активности мозговых зон, отвечающих за восприятие, и, одновременно, усиленная работа зоны конструктивного мышления, пытающегося скомпенсировать проблемы восприятия. Для увеличения информативности диагностики с использованием ЭЭГ необходимо увеличивать число присоединяемых к голове каналов записи (электродов) со стандартных 32 до как минимум 128 и особая математическая обработка полученных результатов.
По мнению Сергея Гуляева, новый метод анализа данных ЭЭГ позволит электроэнцефалографии не столько стать соперником метода функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), который, при всех его достоинствах, отличает высокая дороговизна оборудования и низкие возможности в регистрации динамических процессов (например, в отличие от ЭЭГ, методика фМРТ не способна фиксировать события в мозге продолжительностью менее 2 секунд из-за физиологических особенностей живой нервной ткани),.сколько ценным, а возможно и равноправным дополнением, позволяющим широко внедрить технологии фиксации функциональных нарушений в клинике психоневрологических заболеваний.
В планах ученых – продолжить исследования в сотрудничестве с клиническими базами МИФИ, а также продолжить поиск наиболее рациональных методик, позволяющих исследовать мыслительные процессы человека.
Результаты исследований опубликованы в отечественных и зарубежных журналах, в частности в Русском журнале детской неврологии. С 2022 года опубликовано 19 научных статей, раскрывающих разные аспекты предлагаемых технологий.