Главная >> Медицинские статьи >> Неврология

Исследование фосфенов при транскраниальной магнитной стимуляции зрительной коры у больных с частичной атрофией зрительных нервов

Р.Ф. Гимранов, Ж.В. Гимранова
Кафедра клинической нейрофизиологии ФПКМР РУДН, Москва

Study of phosphenes by transcranial magnetic stimulation in patients with optic nerve atrohpy
R.F. Gimranov , G.V. Gimranova
Since 1985 transcranial magnetic stimulation (ТМS) is broadly used for study of different processes in central nervious system and phosphenes too. We study the phosphenes by ТМS in 124 patients with optic nerve atrophy and 24 healthy. Got in our work data, are indicative of more low threshold TMS for phosphenes in healthy then patients with optic nerve atrophy. In the patients more higher threshold TMS was in patients with more lowly visual acuity. Investigation of phosphenes by TMS gives the new direct information about functional state of visual cortex for practical ophthalmologists.

Д’Арсонвалем в 1896 году было показано [6], а затем подтверждено современными исследователями, что переменные и импульсные магнитные поля могут воздействовать на зрительный анализатор, что ощущается человеком в виде вспышек света, магнитофосфена [1,2,8,12]. Группа ученых Шеффилдского университета во главе с A.Barker в 1985 году создала первый серийный магнитный стимулятор, способный возбуждать нейроны коры человека через кости черепа [5]. Данная методика стала называться «транскраниальная магнитная стимуляция» (ТМС).
В настоящее время исследование феномена магнитофосфенов при ТМС продолжаются [7,9,13]. Вопросы, связанные с возникновением при этом фосфенов, особенно актуальны в свете исследований структурно–функциональной организации зрительной системы в условиях ее патологии. Показано, что даже у ряда слепых больных можно вызывать ощущения фосфенов [4], что может указывать на сохранность у таких больных части нейрональных элементов в полях 17 и 18 зрительной коры.
Основной задачей нашей работы было изучение закономерностей и механизмов вызывания фосфенов при ТМС в проекции коркового звена зрительного анализатора при различных степенях частичной атрофии зрительных нервов (ЧАЗН).
Материал и методика
Работа основывалась на результатах исследований, проведённых на 124 больных (220 глаз) с диагнозом ЧАЗН различной этиологии, а именно: при заболеваниях ЦНС, последствиях черепно–мозговой травмы и сосудистого генеза. Среди них мужчин – 71, женщин – 53. Двусторонний процесс имел место в 96 случаях, односторонний – в 28 случаях. Длительность заболевания (ЧАЗН) у всех пациентов была более 6 месяцев.
В зависимости от стадии развития ЧАЗН были сформированы три клинические группы пациентов. 1–ю группу – 46 человек (74 глаза) составляли больные с ЧАЗН 1–й степени – острота зрения с коррекцией 0,7–0,9 (средний возраст 36,5±10,3 лет, средний срок заболевания 9,6±3,4 месяцев). 2–ю группу составляли больные с ЧАЗН 2–й степени (острота зрения с коррекцией 0,2–0,6) – 42 человека (78 глаз). Средний возраст больных во второй группе составлял 34,3±11,1 лет. Средний срок заболевания – 10,3±4,7 месяцев. И третью группу составляли больные с ЧАЗН 3–й степени (острота зрения 0,01– 0,1) – 36 человек (68 глаз). Средний возраст больных в третьей группе составлял 33,1±9,3 лет. Средний срок заболевания – 12,±5,9 месяцев. Для сравнения результатов, полученных в трёх группах больных с ЧАЗН, с данными нормы была набрана группа здоровых испытуемых в количестве 24 человек (средний возраст 27,5±8,3 лет).
ТМС для исследования фосфенов начинали индукцией магнитного поля с уровня, соответствующего моторному порогу. Определяли моторные пороги с помощью повышения индукции магнитного поля (катушка располагалась в проекции моторной коры) с приростом 5% и регистрацией вызванных моторных потенциалов (ВМП) с мышц кисти. Моторный порог был определен, как минимальная интенсивность ТМС, при которой возникают отчетливые ответы, отделяющиеся от фоновой мышечной активности (с амплитудой не менее 0,5 мВ и не более 1 мВ) в 3–5 последовательных предъявлениях. Эпоха анализа ВМП была равна 100 мс. После определения моторных порогов катушку перемещали на затылочную область (в проекции коркового звена зрительного анализатора) и проводили ТМС, при отсутствии фосфенов индукцию магнитного поля постепенно увеличивали поэтапно на 5%.
Для ТМС использовали магнитостимулятор «Нейро–МС» (г. Иваново) с диаметром катушки 10 см (8–образная катушка). Стимуляцию проводили с частотой 1, 5 и 10 импульсов в секунду, в течение 1 секунды. Максимальная индукция 2,0 тесла. Тест считался положительным только тогда, когда испытуемые отмечали фосфены в трех сериях стимуляции определенной частоты. Все больные и здоровые испытуемые были ознакомлены с ходом исследований и давали расписку о добровольном участии в них.
Статистический анализ проводили с использованием программы Statistica: параметрический тест t–критерий Стьюдента и дисперсионный анализ для двух факторов (ANOVA). Результаты в таблицах представлены, как среднее значение ± среднее квадратичное отклонение. Если значение р было меньше, чем 0,05, то это считалось значимым показателем.
Результаты исследований
В проведенных нами исследованиях было важно изучить влияние амплитудно–частотных характеристик ТМС для вызывания фосфенов в норме и на различных стадиях патологического процесса в зрительной системе. В условиях нормального функционирования зрительной системы ощущение фосфена при ТМС с частотой 5 и 10 импульсов в секунду в проекции корковых звеньев зрительного анализатора удалось получить у всех здоровых испытуемых, а при частоте 1 в с у большей части из них (табл. 1). У исследуемых чаще всего отмечали ощущение белых круговых вспышек при локализации катушки стимулятора по средней линии (затылочная область), при смещении положения катушки во время стимуляции у ряда испытуемых (особенно здоровых испытуемых и больных 1–й группы) отмечали цветные вспышки и иногда изменение их формы.

Чем выраженнее были зрительные нарушения у больных с ЧАЗН, тем у меньшего количества больных были получены фосфены. У больных 1 группы наиболее эффективной частотой оказалось 10 в с, во 2–й 5 и 10 с и в третьей 5 в с, в то время как в зависимости от выраженности клинической картины уменьшалось количество больных, у которых были получены фосфены при частоте 1 в с
У больных с ЧАЗН всех трех групп (у кого были получены фосфены) так же, как и у здоровых испытуемых, индукция магнитного поля, необходимая для вызывания ощущения фосфена была ниже при частоте импульсов 10 в сек, чем при более низких частотах. У здоровых испытуемых и больных 1–й группы эти различия были достоверные, во 2–й группе и 3–й группах достоверные различия были при сравнении значений индукции магнитного поля при частоте 1 и 10 импульсов в сек (табл. 2).

Таким образом, использование ТМС в проекции зрительной коры позволило оценить функциональное состояние центральных звеньев зрительного анализатора как у здоровых испытуемых, так и у больных с ЧАЗН. Количество больных, у которых были получены фосфены и значения индукции магнитного поля зависели от стадии заболевания (чем тяжелее поражение зрительной системы, тем сложнее было получать фосфены). Изменение локализации катушки магнитного стимулятора могло приводить к изменению зрительных ощущений (цвет, форма). Данная закономерность распределена среди больных следующим образом: чем сильнее патологический процесс, тем сложнее вызывать изменение зрительных ощущений.
Обсуждение
В настоящее время различные виды электромагнитных полей с разными значениями индукции магнитного поля в медицине используются как для диагностики, так и для лечения различных заболеваний, в том числе и в офтальмологии [1,3,13]. В своей работе мы использовали импульсные магнитные поля (ИМП), так как ранее проведенными исследованиями было выявлено, что ИМП способно вызывать более выраженный эффект в центральной нервной системе, чем постоянное и переменное магнитное поле тех же напряжённостей [2].
Ранее было показано, что при воздействии на зрительную кору человека ТМС с определёнными частотными параметрами могут возникать преходящие дефекты полей зрения в виде скотом, а при применении ТМС с другими специально заданными параметрами проявление скотом значительно уменьшается и может полностью исчезать [10,11]. Полученные нами результаты о влиянии изменений частотных характеристик ТМС на количество вызванных фосфенов в норме и патологии согласуется с этими данными и указывает на механизмы действия ТМС не только как энергетического источника, но и частично как информационного источника.
В наших исследованиях при перемещении катушки у ряда испытуемых отмечались изменения ощущения зрительного восприятия (цвет, форма). Это совпадает с данными о возможности применения методики ТМС для картирования зрительной коры [7].
Показано, что у больных с ЧАЗН средние значения индукции магнитного поля, вызывающей фосфены, значительно выше, чем у здоровых испытуемых. При этом значения индукции магнитного поля были значительно выше у тех больных с ЧАЗН, у кого болезнь имела более выраженную клиническую картину. Эти данные могут указывать на выраженные дисфункции в зрительной коре у таких больных, в основе которых могут лежать различные механизмы (деафферентация, метаболические нарушения, ухудшение синаптических связей, апоптоз и т.д.). У ряда больных фосфены получить не удалось даже на максимальной индукции и стимуляции с различными частотами, что с нашей точки зрения могло свидетельствовать о том, что количество нейрональных элементов и их связи грубо нарушены и не могут даже при 100% индукции магнитного стимулятора продуцировать данный вид нервного возбуждения.
На сегодняшний день в клинической практике оценку функционального состояния зрительной коры проводят с помощью регистрации зрительных вызванных потенциалов. Однако этот метод является непрямым, то есть даже при сохранности зрительной коры, в случае поражения зрительных путей, ответы могут быть не получены. Исследование фосфенов у таких больных может внести в клиническую практику недостающее звено в оценке функционального состояния коркового звена зрительного анализатора – метод прямой оценки состояния зрительных нейронов. Эти исследования в динамике, возможно позволят оценивать эффективность или неэффективность лечебных мероприятий и тем самым корригировать тактику лечения и оценивать прогноз.
Выводы
1. У больных с частичной атрофией зрительных нервов можно вызывать фосфены при транскраниальной магнитной стимуляции в проекции коркового звена зрительного анализатора и тем самым оценивать напрямую функциональное состояние зрительных нейронов.
2. Индукция магнитного поля для вызывания фосфенов тем выше, чем больше у больных с ЧАЗН выражены нарушения зрения. При различных степенях частичной атрофии зрительных нервов могут изменяться наиболее эффективные частоты для вызывания фосфенов.
3. Исследования фосфенов в динамике у больных с поражениями зрительной системы может помочь в объективной оценке изменений в зрительной коре в результате различных лечебных мероприятий и предположить прогноз течения заболевания.
Литература:
1. Гимранов Р.Ф. Транскраниальная магнитная стимуляция. М.: «Аллана», 2002, 164 с.
2. Холодов Ю.А., Лебедева Н.Н. Реакции нервной системы человека на электромагнитные поля. М., Наука, 1992, с. 135.
3. Федоров С.Н., Линник Л.Ф., Шигина Н.А., Антропов Г.М., Оглезнева О.К., Болдышева И.А., Шпак А.А. Магнитотерапия при посттравматических атрофиях зрительного нерва. Офтальмохирургия, 1990, №4, с. 25– 31.
4. Antal A., Kincses T.Z., Nitsche M.A. Pulse configuration–dependent effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on visual perception. Neuroreport., 2002, V. 13(17), p.2229–2233
5. Barker A.T., Jalinous R. And Freeston I.L. Non–invasive magnetic stimulation of human motor cortex.Lancet, 1985, v.1, p.1106–1107.
6. D’Arsonval A. Dispositifs pour la mesure des courants alternatifs de toutes frequeces. Comtes Redus de la Societe de Biologie. Paris, 1896, pp.450–451.
7. Fernandez E., Alfaro A., Tormos J.M., Climent R., Marti;nez M., Vilanova H., Walsh V., Pascual–Leone A. Mapping of the human visual cortex using image–guided transcranial magnetic stimulation. Brain Res. Brain Res. Protoc., 2002, V.10(2), p.115–124.
8. Homberg V., Netz J. Generalised seizures indused by TMS. The Lancet, 1989, р.1223.
9. Hotson M. Transcranial magnetic stimulation of extrastriate cortex degrades human motion direction discrimination.Vis.Res., 1994, V.34, pp.2115–2123.
10. Kamitani Y., Shimojo S. Manifestation of scotomas created by transcranial magnetic stimulation of human visual cortex.Nature Neuroscience, 1999, v.2, №8, pp.769–771.
11. Kastner S., Demmer I., Ziemann U. Transient visual field defects induced by transcranial magnetic stimulation over human occipital pole.Exp. Brain Res., 1998, v.118, pp.19–26.
12. Marg E., Rudiak D. Phosphenes induced by magnetic stimulation over the occipital brain: description and probable site of stimulation. Optom. Vis. Sci., 1994, V.71, pp.301–311.
13. Murray N.M.F. Magnetic Stimulation of cortex: clinical applications. J.Clin. Neurophysiol, 1991, v.8(1), pp.66–76.
Опубликовано с разрешения администрации Русского Медицинского Журнала.

20.01.2007