Информационный анализ миелоархитектоники лицевого нерва в возрастном аспекте

Введение. Изучение миелоархитектоники периферических нервов, основанное на учете количества миелиновых волокон по группам, не дает четкого представления об их функциональном состоянии. За последние годы появились работы, освещающие морфофункциональное состояние различных периферических нервов человека и некоторых животных с применением теории информационного анализа (1, 2, 3, 4). Расчет информационных характеристик позволяет исследователям выявить не только черты сходства функционально различных нервов, но и проследить их морфофункциональное состояние. Вместе с тем, внутриствольное строение лицевого нерва в возрастном отношении изучено недостаточно (5, 6, 7). В настоящем исследовании была поставлена цель – изучить внутриствольное строение лицевого нерва у людей разного возраста, представив его интегральную характеристику. Кроме того,исследование миелоархитектоники нерва с применением теории информации позволяет анализировать нерв как целостную систему, где взаимоотношения между элементами нерва динамичны и изменяются с возрастом.

Материал и методы исследования. В настоящем исследовании изучены фрагменты лицевого нерва плодов, детей и взрослых людей разного возраста в количестве 43.Использован метод окраски по Вейгерт-Палю и Крутсаю. Измерялся диаметр нерва, подсчитывалось общее количество миелиновых волокон, определялось процентное соотношение волокон разного диа-метра.Цифровые данные подверглись методам медицинской статистики с учетом современных требований. Использован непараметрический критерий – U-критерий Уилкоксона (Манна-Уитни), (8).

Результаты исследования и их обсуждения. Исследования показали, что количество миелиновых волокон в лицевом нерве изменяется с возрастом. Так, в период внутриутробного развития плода количество миелиновых волокон равня-етсяв правом 305,9±50,5, а в левом - 319,9±50,4, причем, преимущественно это мелкие волокна. В детском возрастеза счет увеличения средних и крупных миелиновых волокон их количество значительно увеличивается. Отмечена асимметрия как в количестве вторичных пучков, так и в количестве миелиновых волокон.

С возрастом происходит нарастание разнообразия спектра нервных волокон. Информационный анализ показывает, что групповая энтропия нерва в процессе онтогенеза растет от 0,232 бита у плодов 4 месяцев, до 1,29 бита у взрослого 75 лет. Увеличение групповой энтропии можно объяснить ростом неопределенности, чем больше неопределенности системы, тем большую информацию оно несет. Наиболее высокие показатели энтропии отмечены в возрасте от 20 до 50 лет, что свидетельствует о высокой информационной способности нервов в этом возрасте. Энтропия при этом может рассматриваться как мера количества информации. Анализ динамики показателей относительной энтропии, или коэффициента сжатия, подтвердил данные об увеличении с возрастом количества информации, проходящей по лицевым нервам. При сопоставлении данных с показателями избыточности (R%) становится понятным, что большая избыточность у плодов обеспечивает высокую степень надежности, но при этом проводится мало информации. Дальнейшие снижения с возрастом избыточности дает возможность нерву проводить больше информации.Снижение в онтогенезе избыточности показывает, что нерв как система функционирует более экономично, а наличие большей избыточности у плодов требует дополнительных, камбиальных структур, что менее экономичнои энергетически невыгодно.

У плодов и на раннем этапе постнатального онтогенеза наибольшее число миелиновых волокон содержится в стволе нерва и меньшее – в его ветвях. Мелкие миелиновые волокна составляют основную массу. По мере роста нарастает численное содержание волокон среднего и крупного калибра, изменяется соотношение их разновидностей. В детском и юношеском возрастах общее число миелиновых волокон резко увеличивается, а в зрелом возрасте число их стабилизируется. В пожилом и старческом возрастах отмечается некоторое уменьшение содержания средних и крупных миелиновых волокон. Увеличение площади проводниковых элементов и соединительной ткани во всех возрастах происходит асинхронно. В старческом возрасте уменьшается площадь, занимаемая проводниковыми элементами, в то время какв постнатальном периоде онтогенезаэ-тот показатель увеличивается (рис.1).

На ранних этапах онтогенеза миелиновая оболочка нервных волокон у плодов окружена фрагментированным и слабо хромофильным миелином.

С раннего детства до подросткового возраста, структура нерва приобретает более одно-

Рис. 1. Поперечные срезы лицевого нерва. 1 – плод 5 месяцев, 2 - новорожденный, 3 – детский возраст, 4- юношеский возраст, 5 – пожилой возраст, 6 – старческий возраст. Окраска по Вейгерту-Палю, Крутсай. Ув.280.

образный характер: подавляющее большинство нервных волокон имеет уже четко сформированную оболочку.

Проведенный математикостатистический анализ внутриствольного строения лицевого нерва показал, что начальные отделы лицевого нерва отличаются более высокими показателями энтропии (Hгр) и меньшими значениями избыточности (Rгр), чем дистальные

Рис. 2. Динамика содержания миелиновых волокон в лицевом нерве в

отделы основных вет-                    пре вей. Это можно объ яснить тем, что в на чальных отделах этих нервов, в основном, проходят средние и крупные миелиновые волокна. В дистальных отделах основных ветвей изученных нервов относительно превалируют миелиновые волокна мелкого и среднего диаметра, при этом значения Hгр уменьшаются, Rгр – увеличивают-ся.Различия в общем количестве миелиновых нервных волокон и содержания волокон разного калибра отмечены не только в нервах взрослых, но и меняются в возрастном отношении. Информационный анализ миелоархитектоники лицевого нерва и его ветвей показал, что в лицевом нерве у плодов 5-7 месяцев значение энтропии справа имеет Hгр 0,22 бит. С возрастом значение энтропии возрастает, у взрослых и пожилых людей отмечаются сравнительно высокие значения энтропии Hгр 1,27 бит и Hгр 1,29 бит. В соответствии с этими показателями энтропии изменяются и значения избыточности: от Rгр 88,85% у плодов до Rгр 36,55% у взрослых и Rгр 35,36% у пожилых. Можно предположить, что высокие значения избыточности соответствуют высокому запасу надежности передачи информации. У височной ветви лицевого нерва значение энтропии выше Hгр 1,0 бит, а в зрелом возрасте и пожилом возрастах они ниже Hгр=1,20 бит и Hгр=1,26 бит. Можно отметить, что ветвление лицевого нерва не есть простое анатомическое разделение нервного ствола, а имеет в своей основе функционально обусловленную микроперестройку, которая сводится к перегруппированию миелиновых волокон по принципу их функционального назначения и структурной однородности (см. рис.2).

Полученные данные свидетельствуют также, что лицевой нерв и его ветви представляют собой

- и постнатальном онтогенезе.

динамически изменяющиеся морфологические системы, функциональная активность которых коррелирует с возрастом человека.По мере роста организма все структурные компоненты лицевого нерва подвергаются существенным изменениям, характер и интенсивность которых выражены неодинаково от периода внутриутробного развития до юношеского возраста и от пожилого до старческого возраста. Можно считать, что весь комплекс морфологических и функциональных перестроек лицевого нерва в возрастном отношении представляет собой определенные звенья в динамике структурной организации периферической нервной системы.