Взаимосвязь уровня нейрометаболизма со степенью когнитивного дефицита у пожилых людей

Проблема профилактики когнитивных расстройств актуальна во всем мире, а в России ситуация стоит очень остро. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Россия по распространенности деменции находится на шестом месте в мире [1, 2]. По результатам частных исследований, пациентов с таким диагнозом около 2 млн, однако эти данные не совпадают с официальной статистикой. Деменция входит в число основных причин инвалидности среди пожилых людей во всем мире [3]. Она может оказывать глубокое воздействие не только на страдающих ею людей, но и на их семьи и тех, кто осуществ- ляет уход. Часто ощущается недостаточная осведомленность в отношении деменции и недостаточное понимание этого состояния, что приводит к стигматизации и возникновению препятствий для диагностирования и оказания медицинской помощи [4, 5].

Обзор литературы

Причины возникновения когнитивных нарушений разнообразны. Это физиологические возрастные изменения головного мозга, сосудистые и дегенеративные заболевания, характерные для пожилого и старческого возраста, с клиникой когнитивных нарушений [6]. Одной из причин нарушения когни- тивных процессов в пожилом возрасте считают высокий уровень и длительное влияние окислительного стресса [7].

Есть данные о характерных особенностях энергетического обмена головного мозга у лиц в пожилом возрасте: повышение показателей постоянных потенциалов по большинству точек регистрации, повышение суммарных церебральных энергозатрат по сравнению с нормативными данными [8].

В связи с проблемой организации медицинско-социального и психолого-педагогического сопровождения пожилого человека актуальной становится проблема ранней диагностики возрастных изменений, в том числе когнитивных дефицитов [9, 10]. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что многие функциональные преморбидные нарушения возникают задолго до проявления первых симптомов заболевания [7, 11]. Умеренные когнитивные нарушения, представляющие собой переходную стадию между нормальным старением и деменцией, поражают 10–15 % населения в возрасте старше 65 лет [12]. К сожалению, современные методы диагностики не всегда позволяют выявлять патологию на ранних стадиях и назначать соответствующее лечение [13]. При этом растет количество пожилых людей с деменцией, нуждающихся в постоянной помощи и опеке.

В связи с вышесказанным крайне актуальным является поиск объективных маркеров неблагополучия нервной системы лиц пожилого возраста, позволяющих своевременно выявлять и эффективно корректировать нефизиологические возрастные изменения.

Цель : выявить особенности церебрального энергетического метаболизма у лиц пожилого возраста (60+) с когнитивными нарушениями различной степени выраженности, а также разработать метод коррекции выявленных нарушений.

Материалы и методы

Исследование проводилось на базе кафедры специальной психологии КГПУ им. В.П. Астафьева, Краевого государственного бюджетного учреждения социального обслуживания «Комплексный центр социального обслуживания населения «Кировский»» и Центра развития личности «ГРААЛЬ».

В исследовании приняли участие 30 человек в возрасте от 60 до 85 лет, имеющие жалобы на снижение памяти. Исследование проводилось с соблюдением этических норм, в соответствии с принципами положения Хельсинкской декларации получением информированного согласия всех участников или их родственников.

Исследования уровня снижения когнитивных функций проводились с использованием Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (MoCA) [14]. Шкала позволяет проводить быстрый скрининг и определение степени выраженности нарушений. По результатам теста MoCA участники были разделены на две группы: группа с легкими когнитивными нарушениями (19 человек) и группа с выраженными когнитивными нарушениями (11 человек).

Для выявления уровня энергетической активности головного мозга использовался метод нейроэнергокартирования (НЭК). Нейроэнергокартирование (НЭК) – электрофизиологический метод, основанный на измерении уровня постоянных потенциалов (УПП), который отражает состояние кислотно-основного состояния на границе гематоэнцефалического барьера. Метод служит для оценки регионарных и глобальных энергозатрат головного мозга, квалификации различных функциональных, предпатологических и патологических состояний организма [15]. Для регистрации, обработки и анализа уровня постоянных потенциалов головного мозга применялся пятиканальный аппаратнопрограммный диагностический комплекс «НЭК-5» (регистрационное удостоверение № ФСР 2009/0537). Регистрацию уровня постоянного потенциала осуществляли в проекции лобной, центральной и затылочной коры, правой и левой височных областей коры (по международной схеме 10-20: Fz, Cz, Oz, Td, Ts). Характеристики распределения УПП сравнивались со среднестатистическими эталонными значениями для соответствующего возрастного периода.

Статистическая обработка данных осуществлялась с помощью пакета прикладных программ Statistica v. 10.0 (StatSoft, USA) с использованием критериев Манна – Уитни и Стьюдента. Различия считались статистически значимыми при р < 0,05.

Результаты

По данным исследования уровней постоянных потенциалов мозга в группе лиц с умеренными когнитивными нарушениями отмечено превышение показателей УПП в 2– 3 раза по сравнению с нормативными значениями. Наибольшее отклонение значений УПП от нормы в подгруппе с легкими когнитивными дисфункциями регистрируется в лобном Fz, центральном Сz и правом височном Td отведениях: на 96, 241 и 271 % соответственно. Минимальное превышение составляет 56,8 % в левом височном отделе Ts.

При проведении проб на 3-минутную гипервентиляцию отмечалась ригидная реакция на нагрузку, замедленное восстановление показателей в постнагрузочном периоде, что указывает на снижение эффективности механизмов адаптации организма испытуемых. По предварительному анализу нейрокарт можно сделать вывод о наличии у испытуемых выраженных гипоксических изменений нейрометаболизма, сопровождающихся окислительным стрессом. Это согласуется с данными исследователей В.Ф. Фокина, Н.В. Пономаревой, показавшими, что характеристики НЭК при когнитивных нарушениях в общем случае повышены [16]. Примеры нейрокарт обследованных лиц с легким и выраженным снижением когнитивных функций представлены на рисунке.

Исследование уровня постоянных потенциалов в группе лиц с выраженными нарушениями когнитивных функций показало значи- тельные отклонения как от нормативных возрастных значений, так и от показателей первой группы с легким когнитивным дефицитом (табл. 1).

В группе с выраженным когнитивным дефицитом обнаруживается общее диффузное снижение нейроэнергообмена, что косвенно указывает на истощение резервных адаптационных механизмов нервной системы. Причем дефицит активности более выражен в лобной области коры (снижение УПП на 94,5 % в сравнении с эталоном), которая играет ведущую роль в процессах произвольной активности человека, в том числе мнестической и познавательной деятельности [17, 18].

При проведении проб на гипервентиляцию, теста беглости словесных ответов отмечалась неадекватная реакция на нагрузку в форме снижения активации коры, восстановления показателей до фонового уровня не происходило. Подобная реакция является маркером повышенной истощаемости ЦНС и может быть расценена как неблагоприятный диагностический признак.

С целью коррекции описанных выше нарушений нейрометаболизма нами была разработана методика, включающая помимо традиционных когнитивных тренировок и нейропсихологической коррекции курс биологической обратной связи по ЭЭГ (neurofeedback).

Рис. Нейрокарты испытуемых с легкими (слева) и выраженными (справа) когнитивными нарушениями Fig. Neuroenergy mapping of persons with mild (left) and severe (right) cognitive deficiencies

Таблица 1

Table 1

Распределение УПП головного мозга в монополярных отведениях у пожилых лиц с разной степенью выраженности когнитивных нарушений, N = 30

Distribution of continuous brain potentials in monopolar electrodes in older persons with varying degrees of cognitive deficiencies, N = 30

Отведения Lead	Легкие нарушения Mild N = 19	Выраженные нарушения Severe N = 11	Нормативные показатели УПП Reference values
Fz	17,9 ± 4,0*	–8,6 ± 4,3	9,1
Cz	35,2 ± 6,2*	–3,2 ± 2,0	10,3
Oz	16,9 ± 8,1*	–3,5 ± 1,3	8,1
Td	26,6 ± 4,5*	–8,0 ± 2,3	7,0
Ts	15,7 ± 8,5	–4,9 ± 3,1	10,5
Sum	112,4 ± 25,5*	–29,4 ± 9,3	45,0
X cр	22,4 ± 5,1*	–5,8 ± 1,9	9,0

Примечание: * – различие значимо на уровне p ≤ 0,01 при сравнении легких и выраженных нарушений.

Note: * – significant at p ≤ 0.01 when comparing mild and severe disorders.

Курс биологической обратной связи состоял из 12 сеансов по три раза в неделю продолжительностью 20 минут каждый. Использовался прибор биологической обратной связи «БОС-ЛАБ Клинический», фиксирующий параметры электроэнцефалограммы (ЭЭГ). На экране монитора при проведении сеансов отражается в реальном времени контролируемый параметр – отношение мощности бета- и тета-ритмов ЭЭГ пациента (тета/бета-индекс). Перед испытуемым была поставлена задача повысить мощность бета-ритмов головного мозга путем максимального сосредоточения внимания, концентрации. При этом одновременно необходимо было контролировать тета-активность, избегая мышечного напряжения, особенно в мимических мышцах лица (лоб, челюсти).

Результаты измерения динамики уровня постоянных потенциалов головного мозга выявило значимые отличия в проекционных зонах лобной, теменной, правой височной областей коры у пожилых лиц до и после курса занятий (табл. 2).

По данным психологического тестирования наблюдались положительные изменения в когнитивных пробах на скорость, объем, концентрацию внимания, оперативную и долговременную память. В комплексных тестах

Таблица 2

Table 2

Распределение постоянных потенциалов и биоэлектрической активности головного мозга у пожилых лиц до и после курса коррекции, N = 30

Отведения Lead	До курса Before treatment	После курса After treatment	Нормативные показатели УПП Reference values
Fz	17,9 ± 4,0	8,6 ± 4,3 *	9,1
Cz	35,2 ± 6,2	23,2 ± 2,0 *	10,3
Oz	16,9 ± 8,1	13,5 ± 1,3	8,1
Td	26,6 ± 4,5	18,0 ± 2,3 *	7,0
Ts	15,7 ± 8,5	14,9 ± 3,1	10,5
Sum	112,4 ± 25,5	78,2 ± 9,3 *	45,0
X cр	22,4 ± 3,1	15,6 ± 1,9 *	9,0
Отношение θ – β	4,6 ± 0,6	2,9 ± 0,7 *	1–2

Примечание: * – различие значимо на уровне p ≤ 0,01 при сравнении легких и выраженных нарушений.

Note: * – significant at p ≤ 0.01 when comparing mild and severe disorders.

Таблица 3

Table 3

Результаты когнитивных тестов у пожилых лиц до и после курса коррекции, N = 30

Results of cognitive tests in the elderly before and after treatment, N = 30

Шкала Scale	До курса Before treatment	После курса After treatment	Значение р p value
MMSE, балл/score	27,3	29,1	0,035
MoCA, балл/score	24,6	26,5	0,044
Тест рисования часов, балл Clock drawing test, score	8,1	9,3	0,126
Таблица Шульте, с Schulte table, s	118,5	79,4	0,002
Запоминание 10 слов, кол-во Memorize 10 words, number of words	5,7	7,6	0,031

MMSE и MoCA увеличилось количество правильных ответов, балльная оценка тестов приблизилась к нормативным показателям здоровых людей (табл. 3).

Обсуждение

Известно, что в норме для адекватного протекания психических процессов необходим достаточный уровень активирующих влияний и адекватное энергетическое обеспечение клеток головного мозга. Нарушения в системах энергообеспечения и обмена веществ в нейронах также играют ведущую роль в развитии ряда хронических заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера, Паркинсона, возрастных деменциях [19].

При снижении активации и уровня энергетического метаболизма все высшие психические функции будут страдать. Этому состоянию способствует снижение подвижности нервных процессов и быстрое истощение функциональных резервов организма [20].

Считается, что значения межполушарной асимметрии могут рассматриваться в качестве индикатора адаптации центральной нервной системы к нагрузкам [21]. При этом выраженная диспропорция в работе полушарий с преобладанием активности правого полушария может быть индикатором значительного функционального напряжения систем организма или срыва адаптационных механизмов [8].

Таким образом, все выявленные изменения энергетического метаболизма тканей мозга взаимосвязаны с качеством протекания когнитивных процессов и могут служить индикатором имеющихся дефицитов.

Произошедшие сдвиги в сторону нормативных значений УПП, а также изменение общего суммарного и усредненного постоянного потенциала после курса биологической обратной связи косвенно указывают на усиление кровоснабжения тканей мозга, активизацию метаболических процессов в исследуемых областях коры. Снижение почти в два раза отношения тета/бета за счет усиления высокочастотного компонента спектра ЭЭГ свидетельствует об активизации лобных областей мозга и повышении концентрации внимания, что способствует повышению качества жизни данной категории лиц.

Заключение

Таким образом, выявлены высокозначимые различия в уровнях постоянных потенциалов и омега-потенциалов головного мозга у лиц с выраженной и легкой когнитивной дисфункцией. Полученные данные свидетельствуют о том, что имеется зависимость степени выраженности нарушения высших психических функций от нейрометаболической активности головного мозга и активационных подкорково-корковых влияний у лиц пожилого возраста.

Представленные результаты исследований позволят дополнить данные о нейрофизиологической основе патологического старения и создать предпосылки для разработки эффективных комплексных мер медико-психолого-социального сопровождения лиц пожилого возраста, направленных на увеличение доли успешного старения.