Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Таварткиладзе Г.А.

ФГУ "Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования"

Электрически вызванные потенциалы слуховой коры

Авторы:

Таварткиладзе Г.А.

Подробнее об авторах

Просмотров: 1614

Загрузок: 92


Как цитировать:

Таварткиладзе Г.А. Электрически вызванные потенциалы слуховой коры. Вестник оториноларингологии. 2018;83(4):9‑14.
Tavartkiladze GA. The electrically evoked potentials of the auditory cortex. Russian Bulletin of Otorhinolaryngology. 2018;83(4):9‑14. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/otorino20188349

Рекомендуем статьи по данной теме:
На­ру­ше­ния го­ло­са у па­ци­ен­тов пос­ле пе­ре­не­сен­ной но­вой ко­ро­на­ви­рус­ной ин­фек­ции. Вес­тник ото­ри­но­ла­рин­го­ло­гии. 2023;(6):30-37

Сегодня, почти более чем через 80 лет после того как H. Davis и соавт. [1] опубликовали свою первую работу о регистрации длиннолатентных слуховых вызванных потенциалов (ДСВП), отмечается возрождение интереса к применению данного класса потенциалов в клинической практике. В настоящее время ДСВП являются важнейшим электрофизиологическим инструментом для изучения основных процессов в мозге, таких как память и габитуация. Регистрация ДСВП на речевые стимулы позволяет изучать механизмы, лежащие в основе неврального отражения обработки речи у маленьких детей, а также у пожилых людей. ДСВП обеспечивают дополнительную информацию при исследовании пациентов с нарушением слуховой обработки. Одним из достоинств данной методики является объективная оценка способности мозга определять и дифференцировать различные характеристики стимула, такие как различия в громкости, временные изменения, различия слогов. Особое значение имеет данный класс потенциалов для электрофизиологического отражения пластичности мозга и документирования клинической эффективности различных реабилитационных методик. В частности, отмечены изменения параметров ДСВП при использовании слуховых аппаратов и после кохлеарной имплантации [2].

Термин «слуховые вызванные потенциалы» коры является достаточно обобщающим, так как он объединяет различные специфические типы слуховых ответов, которые отличаются на основании вида предъявления стимулов и активного слушания (или его отсутствия) исследуемым стимулов. Данная группа потенциалов включает электрически вызванные поздние слуховые ответы коры (эДСВП), электрически вызванный комплекс акустических изменений (эКАИ), электрически вызванный отрицательный потенциал рассогласования (эОПР — eMMN) и электрически вызванный потенциал эP300.

Одним из основных подходов к описанию слуховых вызванных потенциалов является категоризация их по происхождению на экзогенные и эндогенные. Экзогенные потенциалы чрезвычайно чувствительны к характеристикам стимуляции. Они регистрируются вне зависимости от активного участия пациента в процессе регистрации и его активного реагирования на стимулы [3, 4].

Эндогенные потенциалы менее зависимы от характеристик стимула, но крайне зависимы от состава стимула, в частности от изменений в характеристиках стимула во время регистрации, от состояния пациента, внимания и реакции на стимуляцию, а также от предъявленных пациенту задач во время стимуляции. Даже относительно небольшие изменения в этих переменных могут привести к появлению или исчезновению положительных или отрицательных волн в эндогенном потенциале в разных тестах или даже во время проведения одного и того же теста [3—6].

Эндогенные слуховые вызванные потенциалы отличаются сложностью, вызванной их анатомическим происхождением. Их генерация является результатом динамического физиологического взаимодействия структур в височной и лобной долях, участия лимбической системы, а также подкорковых областей [3, 4, 7].

Необходимость в объективизации данных аудиологического исследования еще больше возросла в последнее время, что обусловлено прежде всего необъяснимыми различиями в результатах кохлеарной имплантации, проведением кохлеарной имплантации у детей первых лет жизни, а также расширением возможностей программирования речевого процессора. С учетом этого чрезвычайно важно понимать, каким образом меняются электрические потенциалы при систематическом изменении параметров стимуляции. Достаточно сложно сравнивать опубликованные результаты регистрации коротко-, средне- и длиннолатентных потенциалов из-за различий в использованных электродных решетках (longitudinal, radial), в типе стимуляции (биполярная, монополярная), во времени и месте регистрации (операционная, клиника, внутриоперационно, после операции), в возрасте пациентов (дети, взрослые), а также в параметрах стимуляции и регистрации.

Поздние корковые ответы состоят из комплекса P1-N1-P2 (рис. 1, а).

Рис. 1. эДСВП, зарегистрированные у взрослого и ребенка. а — эДСВП у взрослого; б — эДСВП, зарегистрированный у ребенка.
Генераторы этих потенциалов меняются в зависимости от парадигмы стимуляции, хотя основная роль принадлежит таламокортикальным проекциям [6]. эДСВП является сенсорным ответом, который может генерироваться в ответ на начало стимула, окончание стимула или на изменения в длительной стимуляции (эКАИ).

Комплекс P1-N1-P2 у взрослого регистрируется как на акустическую, так и на электрическую стимуляцию в окне 50—250 мс [3—5, 8], хотя при прямой электрической стимуляции латентные периоды (ЛП) могут быть короче [8—10]. У взрослых пациентов с кохлеарными имплантами (КИ) пики P1, N1 и P2 имеют ЛП 40—80, 75—150 и 150—210 мс соответственно [8, 10, 11].

У детей основным пиком является пик P1, имеющий ЛП порядка 200 мс (рис. 1, б), в то время как пики N1 и P2, как правило, отсутствуют [4, 12—14]. С возрастом ЛП P1 уменьшается: от 300 мс при рождении до 125 мс в возрасте 3 лет и 60 мс — у взрослых [15]. У детей с имплантами созревание потенциала P1 зависит от возраста, в котором была произведена имплантация, и длительности использования импланта. У детей, оперированных в возрасте менее 3,5 года, ЛП P1 соответствует диапазону, определяемому у детей с нормальным слухом, через 6—9 мес пользования имплантом (рис. 2),

Рис. 2. Динамика эДСВП у ребенка, оперированного в ранние сроки (менее 3 лет), после активации импланта.
в то время как у детей, оперированных в возрасте старше 7 лет, значения ЛП выходят за нормальный диапазон [14].

C. Ponton и соавт. [10] показали, что скорость созревания P1 у детей с КИ соответствует скорости у детей с нормальным слухом, но имеет задержку, соответствующую длительности глухоты до имплантации. В последующем [16] было показано, что в первые 8 мес использования КИ детьми, прооперированными в возрасте до 3 лет, происходит более быстрое созревание Р1 по сравнению с нормально слышащими детьми аналогичного возраста. У нормально слышащих детей комплекс P1-N1-P2 формируется к возрасту 10 лет с небольшим укорочением ЛП во второй декаде и окончательно созревает к 18—21-му годам [4, 13, 14]. В ходе созревания амплитуда Р1 уменьшается, а амплитуда Р2 растет. Данный сдвиг связан с развитием компонента N1 у подростков, который накладывается на пик Р1 [13]. У глухих детей, использующих КИ, пик Р1 развивается нормально, в то время как пик N1 — нет. В результате этого различия в ЛП и морфологии у детей с нормальным слухом и детей с КИ возникают в возрасте 10 лет, когда пик N1 начинает созревать [13].

В качестве стимулов при регистрации эДСВП могут использоваться их различные типы: отдельные импульсы или набор импульсов, предъявляемые непосредственно на имплант, а также щелчки, тоны или речевые стимулы (натуральные или синтетические), предъявляемые через динамик и обрабатываемые речевым процессором. В частности, используемые в наших исследованиях стимулы /m/, /g/, /t/ имели частотный состав 250, 1250 и 3250 Гц соответственно, что обеспечивало информацию об активации различных частотных областей слуховой коры. Следует, однако, иметь в виду, что при стимуляции в свободном звуковом поле из-за индивидуальных различий в параметрах процессора обработка сигнала может различаться у разных пациентов, что будет оказывать влияние на эДСВП. Достаточно сложно в этом случае определить, обусловлены ли различные параметры потенциала нейрофизиологическими процессами или обработкой сигнала речевым процессором [17].

При регистрации ДСВП используются большая длительность стимулов, чем при регистрации более периферических ответов, а также относительно низкие скорости предъявления стимулов (порядка 1—2 Гц) [8, 11, 14]. Большая длительность стимулов сопровождается наложением артефакта на потенциал [18], поэтому длительность стимула должна быть меньше ЛП комплекса P1-N1-P2.

Морфология эДСВП достаточно хорошо изучена в плане матурации слуховых проводящих путей коры. Показано, что большая длительность глухоты и более поздний возраст имплантации сопровождаются незрелостью морфологии и удлинением ЛП эДСВП [10—12, 14, 19]. Было также показано, что ЛП пика Р1 эДСВП у детей может быть использован в качестве индикатора достаточности стимуляции, обеспечиваемой слуховыми аппаратами перед кохлеарной имплантацией, или для мониторирования развития центральных слуховых путей после кохлеарной имплантации [15, 20, 21]. Интересные данные были получены K. Gordon и соавт. [12] у детей после кохлеарной имплантации, которые указывали на худшие результаты разборчивости речи у пациентов с ненормальной морфологией эДСВП, в то время как у детей с нормальной морфологией потенциалов определялась лучшая разборчивость речи.

Данный комплекс представляет собой второй комплекс N1-P2, возникающий в ответ на изменения в длительной постоянной стимуляции [6, 19, 22—25].

эКАИ рассматривается как экзогенный слуховой вызванный потенциал. На рис. 3 приведены

Рис. 3. Схематическая иллюстрация регистрации эКАИ в ответ на изменения в предъявляемых звуках и переадресацию импульсов с одного электрода на другой. Верхний блок — стимулы, вызывающие стандартный комплекс P1-N1-P2: а — звук /у/ длительностью 600 мс; б — импульс длительностью 600 мс, предъявляемые на электрод 1 (Э1). Нижний блок — изменения в стимуле, вызывающие комплекс эКАИ: в — изменение звука /у/ на звук /и/ через 300 мс; г — переадресация импульсов с электрода 1 (Э1) на электрод 5 (Э5). В каждом случае при изменениях в стимуле вызывается комплекс N1-P2, совпадающий по времени с изменениями в стимуле.
комплексы P1-N1-P2 в ответ как на звук /у/ (стимул А) длительностью 600 мс, так и на импульсы длительностью 600 мс, предъявляемые на 1-й электрод (стимул Б). В нижнем блоке рис. 3 продемонстрировано, как генерируется эКАИ в ответ на изменения в стимуле. При изменении звука /у/ на звук /и/ через 300 мс (стимул В), а также при переадресации импульсов с 1-го электрода через 300 мс на 5-й электрод (стимул Г) возникает второй комплекс, который по времени совпадает с изменениями в стимуле. При этом стимулы могут подаваться через динамик на микрофон речевого процессора пациента (речевые звуки) или, минуя речевой процессор, непосредственно на имплант (посылка импульсов). Было показано [6], что при использовании прямой стимуляции (см. рис. 3) амплитуда эКАИ растет с пространственным разнесением двух стимулируемых электродов, что соответствует большим различиям в высоте сигнала при стимуляции этих электродов. Следует иметь в виду, что при регистрации эКАИ в связи с большей длительностью артефакт стимула представляет существенную проблему.

эКАИ отражает детекцию корой спектральных, временных или амплитудных изменений в стимуле на уровне слуховой коры, которая предшествует детерминации [18].

Потенциал отрицательной вариации представляет собой разностную волну, получаемую как результат изменений в комплексе P1-N1-P2 в ответ на частые (стандартные) и редкие (девиантные) стимулы. Как правило, ответы, зарегистрированные на девиантные стимулы, представляют собой увеличенный пик N1 и уменьшенный пик P2 (по сравнению с ответами на стандартные стимулы). Разница между двумя регистрациями и представляет собой эОПР, который имеет форму выраженного отрицательного отклонения, проявляемого в диапазоне 140—300 мс и имеющего длительность порядка 120 мс. Как и описанные выше длиннолатентные потенциалы, эОПР может регистрироваться без активного прислушивания испытуемого к стимулу. эОПР отражает способность центральной слуховой системы определять различия в стимулах, а также обеспечивает объективное отражение физиологических механизмов, лежащих в основе слуховой дискриминации.

Для оптимизации регистрации межстимульный интервал должен быть относительно большим (порядка 1 с), а девиантный стимул должен составлять только 10—15% всех стимулов. Девиантные стимулы могут варьировать по амплитуде, временным или спектральным характеристикам. На рис. 4 представлен

Рис. 4. Схематическое представление генерации эОПР. а — усредненный комплекс P1-N1-P2 в ответ на стимул /и/, являющийся стандартным; б — комплекс P1-N1-P2 в ответ на стимул /и/, являющийся девиантным (стандартным стимулом в данном случае является звук /у/); в — эОПР представлен как разностная волна между, А и Б.
протокол регистрации эОПР. Один и тот же звук /и/ предъявляется как стандартный (А) и девиантный (Б) стимул. В блоке, А стимулы /и/ вызывают комплекс P1-N1-P2. В блоке Б тот же стимул /и/, предъявляемый как девиантный (стандартным стимулом в данном случае является звук /у/), вызывает комплекс с увеличенной волной N1 и редуцированной волной P2. эОПР, представленный в блоке В, является разницей между усредненными волнами, зарегистрированными в ответ на стандартные и девиантные стимулы (блоки, А и Б). Аналогично эКАИ эОПР может иметь клиническое применение в качестве объективного отражения того, что различия в стимулах были определены центральной слуховой системой и, кроме того, может использоваться для определения способности к восприятию речи. N. Kraus и соавт. [26] первыми представили данные регистрации эОПР у с КИ пациентов. Как в этой, так и в последующих работах [27, 28] была показана отрицательная корреляция между восприятием речи и ЛП и амплитудой эОПР — лучшие результаты были получены у пациентов с меньшими ЛП и большими амплитудами.

Компонент, следующий за эДСВП, представляет потенциал Р300 (или Р3), состоящий из комплекса P2-N2-P3 (рис. 5).

Рис. 5. Схема регистрации потенциала Р300. а — усредненный комплекс P1-N1-P2, зарегистрированный в ответ на импульсы равной амплитуды; б — волна P300 (P3), зарегистрированная при активном определении испытуемым увеличения амплитуды импульса (стрелка).
Основным отличием P300 от эДСВП, эКАИ и эОПР является то, что P300 — это потенциал эндогенного происхождения, требующий от испытуемого активного участия в процессе исследования и прислушивания к стимуляции. В связи с этим он отражает механизмы слуховой детекции/детерминации, а также когнитивные процессы. ЛП Р300 составляет от 300 до 750 мс [7] и почти в 2 раза превышает по амплитуде комплекс N1-P2 [3]. Однако до настоящего времени использование данного потенциала в клинической практике было крайне ограничено.

Единственным отличием регистрации потенциала P300 от регистрации эОПР является активное участие испытуемого в процессе регистрации. Как правило, испытуемого просят фиксировать количество девиантных стимулов.

Учитывая то, что потенциал Р300 отражает слуховое внимание и дискриминацию, он может обеспечить некоторое отражение того, как речь дифференцируется на уровне слуховой коры. Р. Kileny и соавт. [28] продемонстрировали достоверную корреляцию между восприятием речи и ЛП и амплитудой Р300 в группе детей с К.И. Аналогичные результаты были получены А. Beynon и соавт. [7], которые определили лучшие результаты у пациентов с меньшими ЛП и большими амплитудными значениями.

Вывод

Основываясь на данных литературы и собственных исследованиях, можно сформулировать следующую концепцию:

1. эДСВП состоят из комплекса P1-N1-P2 и отражают детекцию стимулов на уровне слуховой коры.

2. Компонент Р1 ДСВП наиболее выражен у детей, в то время как компонент Р2 преобладает у взрослых. Данные морфологические изменения происходят в возрасте 10 лет.

3. Большая длительность глухоты и больший возраст на момент имплантации сопровождаются незрелостью морфологии эДСВП и удлиненными ЛП пиков.

4. эКАИ представляет собой серию компонентов P1-N1-P2, возникающих в ответ на изменения в стимуляции.

5. эОПР — это разностная волна, определяемая по изменениям в комплексе P1-N1-P2, возникающим в ответ на стандартные и девиантные стимулы.

6. Потенциал P300 регистрируется по методике аналогичной регистрации эОПР, но требует активного участия испытуемого в определении девиантного стимула.

7. Лучшие показатели восприятия речи имеют место у пациентов с меньшими ЛП и большими амплитудными значениями.

8. Использование различных классов электрически вызванных потенциалов слуховой коры обеспечит объективный контроль эффективности реабилитации детей после кохлеарной имплантации.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

e-mail: gtavartkiladzе@gmail.соm; http://orcid.ord/0000-0003-0118-908X

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail



Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.