Один из основных методов исследования мозга, вот уже почти 90 лет работающий на благо нейронаук — это электроэнцефалография. Мы уже посвящали отдельную статью этому методу, а сейчас представляем вам десять фактов об ЭЭГ, которая оказывается несколько древнее и разнообразнее, чем это принято считать.
1. Среди «отцов» электроэнцефалографии можно справедливо назвать и нашего соотечественника, Владимира Правдич-Неминского, учившегося в Киеве, Казани, и в 1912 году записавшего сигналы электрической активности с открытого мозга собаки. Свой метод он назвал электроцеребрографией, но на человеке, по понятным причинам, Правдич-Неминский так и не поэкспериментировал. Хотя есть указания на то, что он снял ЭЭГ и с черепа, но точных подтверждений не существует. Впрочем, слабые токи, исходящие от мозга кроликов и обезьян, регистрировал ещё в 1875 году британский врач Ричард Катон. А ритмическую электрическую активность мозга (на продолговатом мозге лягушки) первым зафиксировал Иван Сеченов в 1882 году.
Владимир Правдич-Неминский
2. Ещё один великий физиолог, Николай Введенский, для изучения электрической активности мозга использовал… телефон. Да, одна из его диссертаций так и называлась: «Телефонические исследования над электрическими явлениями в мышечных и нервных аппаратах».
Николай Введенский
3. Учёным, первым снявшим «классическую» ЭЭГ человека, стал немецкий врач Ганс Бергер. Это произошло в 1928 году. Его работы признавались с трудом, и только авторитет нобелевского лауреата Эдгара Дугласа Эдриана, повторившего все опыты Бергера, позволил методу «выйти» в люди.
Первая в мире ЭЭГ — сына Бергера
4. В зависимости от частоты различают разные ритмы активности головного мозга, которые «пронумерованы» буквами греческого алфавита. Альфа-ритм — частотой 8-14 Герц; бета-ритм – 14-30 Гц и так далее. Альфа-ритм или альфа-волны носят имя создателя ЭЭГ — «волны Бергера».
5. Сломанный аппарат ЭЭГ помог аспиранту Чикагского университета Евгению Азеринскому в 1953 году совершить одно из самых важных открытий в физиологии в XX века – обнаружить фазу сна с быстрыми движениями глаз (REM-фаза). Перед исследованием Азеринский починил аппарат и потом долго считал, что неверно его настроил — «ошибка» и была REM-фазой. Поразительно, но за своё открытие Азеринский удостоился лишь степени PhD!
Евгений Азеринский
6. В последнее время ЭЭГ активно используют для диагностики эпилепсии и предсказания приступов. Работа испанских неврологов рассказывает о том, как предсказать по ЭЭГ припадок за 20 минут до его начала, а специальный костюм Neuronaute позволяет постоянно мониторить активность мозга пациента с эпилепсией и через мобильный телефон передавать эту информацию врачу.
7. Не так давно ЭЭГ помогло (правда, случайно) зафиксировать активность мозга больного во время религиозного бреда. Конечно же, это произошло в стране с самой высокой концентрацией религиозности – Израиле. 45-летний израильтянин с низким уровнем образования, и «формальный иудаист» с семилетнего возраста страдал от судорожных припадков, очаг которых находился в медиальной височной доле. Сначала он лечился, но потом бросил принимать лекарства. И в итоге, через восемь часов после очередного приступа пациент пережил яркий религиозный психоз, причём, непосредственно в ходе ЭЭГ-наблюдений, ярко молясь, после чего с криком: «Ибо Ты есть Адонай, Бог», — он поднялся, отсоединил электроды энцефалографа и призывал людей в клинике присоединиться к нему со словами: «Бог послал меня к вам». Неврологи были счастливы.
8. Именно электроэнцефалография стала основой новой профессии: нейропилотирования. Да, интерфейсы «мозг-компьютер» лучше всего работают с использованием имплантированных электродов, но здоровым людям вскрывать череп ни к чему. В 2015 году нейропилотирование впервые включено в программу международного профессионального конкурса WorldScills.
9. Как мы уже писали, основной инструмент интерфейсов «мозг-компьютер» — это электроды для снятия электроэнцефалограммы. Сам процесс «снятия» электрической активности мозга — это всегда компромисс: либо мы размещаем электроды для ЭЭГ на поверхности черепа, но тогда исходная картинка представляет собой «кашу», из которой сложно вычленять сигнал, либо мы вживляем электроды в мозг, но это требует вскрытия черепной коробки. Учёным же из Австралии удалось предложить третий, неинвазивный, способ, тем не менее, обладающий чувствительностью имплантированных в мозг электродов. Нейрофизиологи из Университета Мельбурна придумали, как доставлять микроэлектроды в мозг через кровеносные сосуды. Этот метод может стать революцией в электроэнцефалографии.
10. И ещё одно столь же важное достижение для будущего электроэнцефалографии сделано совместно Университетом Триеста в Италии и Кембриджским графеновым центром. Учёные выяснили, что электроды на основе графена могут безопасно имплантироваться в мозг, так как они безвредно взаимодействует с нейронами, не изменяя их нормальное функционирование. Имплантанты можно спокойно использовать как парализованным больным, так и людям с утраченными сенсорными функциями, а также людям, страдающим двигательными расстройствами по типу болезни Паркинсона.
Алексей Паевский