Как умирает мозг человека
Как умирает мозг человека
В большинстве стран нет юридического определения смерти, и на практике руководствуются публикуемыми сводами правил (например «Свод правил диагностики смерти» Академии Королевского медицинского колледжа, 2008). В других государствах законы могут отличаться, и нужно внимательно их изучить, прежде чем использовать приведенную ниже информацию.
Смерть подразумевает необратимую потерю важнейших характеристик, необходимых для существования живого человека. Понятие смерти включает в себя необратимую утрату способности поддерживать:
• сознание
• самостоятельное дыхание.
Констатация смерти ствола мозга в большинстве стран:
• В процедуре участвуют два врача, один проводит исследования, другой наблюдает.
— Оба врача должны иметь лицензию на врачебную деятельность не менее чем на пять лет.
— Оба должны иметь навыки выполнения исследования и интерпретирования функций ствола мозга.
— Не должно возникнуть конфликта интересов (например, хирург-трансплантолог не может участвовать в экспертизе).
— Один из врачей должен быть врачом-консультантом.
• Всего выполняется две полных серии тестов:
— Между тестами должно пройти небольшое количество времени, чтобы газы крови вернулись к норме и был проведен повторный анализ уровня глюкозы крови.
— Время между сериями тестов не ограничено.
• Время смерти устанавливается после подтверждения первой серии тестов.
Предпосылки смерти ствола мозга
Причина смерти ствола мозга:
• Необратимое повреждение мозга известной этиологии, согласуется с возникающей в результате смертью ствола.
Возможно, потребуется проверка концентрации седативных препаратов в плазме (например, уровень мидазолама в плазме должен быть 6 кПа и рН 
Сложные ситуации констатации вегетативного состояния
Спинальные рефлексы. Спипальные рефлексы могут сохраняться в период после смерти мозга. Рефлекторные движения конечностей и туловища могут возникать в ответ на периферическую стимуляцию (=как реакция на периферическую стимуляцию). Перед проведением тестирования необходимо объяснить это членам семьи.
Дети. У детей возраст которых меньше 37 недель гестации + минимум два месяца обычно требуется дополнительное исследование (например, ангиография сосудов мозга).
Тест апноэ:
• При хронических обструктивных заболеваниях легких, при которых наблюдается хроническая гиперкапния, необходима консультация пульмонолога.
• Если во время апноэ теста у пациента развивается гипоксия, необходимо положительное постоянное давление в дыхательных путях ± маневр раскрытия альвеол, что позволяет продолжить тест.
Травма лица/глаз, препятствующая полной проверке черепных нервов:
• В таких нестандартных ситуациях старший специалист может принять решение об установлении диагноза или отказаться от тестирования.
• При двусторонней травме или заболевании возможно проведение дополнительных тестов.
Коррекция физиологических последствий смерти ствола мозга
У пациентов со смертью ствола мозга часто возникают осложнения.
Сердечно-сосудистые последствия смерти ствола мозга:
• После вспышки гипертензии, часто наблюдаемой во время «вклинения», обычно следует период гипотензии и аритмии из-за утраты симпатического тонуса. Это может привести к субэндокардиалыюй ишемии.
• Терапия, направленная на поддержку функций органов, включает инфузионную терапию (ЦВД 4-10 мм рт. ст.), норадреналин (целевое САД 60 80 мм рт.ст.) вазопрессин (агрипрессин болюсно 1 ME, затем инфузия 1-5 МЕ/час).
Респираторные последствия смерти ствола мозга. Частым последствием смерти ствола является нейрогенный отек легких, требующий ингаляции высокой концентрации О2, и положительного давления в конце выдоха.
Эндокринные последствия смерти ствола мозга:
• Нарушение функций передней и задней долей гипофиза может потребовать заместительной терапии тиреоидными гормонами (лиотиронин болюс 4 мкг/ч, затем 3 мкг/ч), гидрокортизоном (50 мг каждые 6 часов) и вазопрессином.
• Снижение секреции инсулина приводит к гипергликемии.
Температурные последствия смерти ствола мозга. У пациента развивается пойкилотермия и его температура приближается к комнатной (требуется активное согревание).
Долгосрочные последствия смерти ствола мозга. Даже при проведении полной сердечно-сосудистой и эндокринной поддержки через несколько дней или недель наступает асистолия. Ни один из пациентов со смертью ствола мозга не «проснулся».
Если ближайшие родственники пациента дали согласие на донорство органов, необходимо проводить интенсивную терапию, направленную на поддержку органных функций, чтобы возможно было изъять как можно больше материала и обеспечить лучшее функционирование органов после трансплантации. Многие отделения трансплантации разработали свои протоколы поддержания жизнедеятельности доноров, которые включают трехкомпонентную гормональную поддержку донора (кортикостероиды, Т З/’Г 4 и вазопрессин) и поддержание целевых значений САД и оксигенации.
Советы по ведению пациентов со смертью ствола мозга:
• Процесс исследования ствола мозга и диагностики смерти связан с эмоциональным напряжением как для врачей, так и для и родственников.
• Для подтверждения диагноза смерти мозга требуется, чтобы у пациента имелись предпосылки смерти мозга перед началом тестирования.
• Должно быть проведено две серии тестов. Тесты выполняются врачами вместе, и обязательно должны быть проведены точно и доведены до конца.
• У этих пациентов может быть снижено выведение седативных препаратов. В сомнительных случаях измеряют уровень их концентрации и консультируются со специалистом перед началом тестирования.
После постановки диагноза «смерть мозга» часто требуется продолжение поддержания функционирования донорских органов.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Восстановление мозга после употребления алкоголя
После того, как человек хоть раз находился в состоянии сильнейшего алкогольного опьянения, из-за употребления большого количества спиртных напитков, его начинает интересовать вопрос: восстановятся ли органы и их функции? Особенно важно способны ли восстановиться клетки головного мозга после отказа от алкоголя. Тот же вопрос задает себе человек, проходящий курс реабилитации после лечения хронической алкогольной зависимости.
Бывают случаи, особенно по праздникам, когда человек, сам того не желая, за короткое время выпивает очень большую дозу алкоголя. Ясно, что приятных ощущений после этого не стоит ждать. Больше всего страдают люди, которые не привыкли употреблять алкогольные напитки, или же делают это редко и в небольших порциях. У них еще долго будет болеть голова от выпитого спиртного.
Исследования показывают, что всего лишь пять процентов этанола выходит из организма естественным путем, то есть при помощи потоотделения и мочеиспускания.
Остальная его часть подвергается расщеплению в организме, и для того чтобы вывести все продукты распада этанола из организма, понадобится некоторое время. Это зависит также от того, в каком физическом состоянии находится человек, какого он возраста, пола. И конечно же какие напитки он употреблял и в каком количестве.
Разрушающее воздействие этанола на клетки мозга
Нет сомнений в том, что этанол разрушает клетки головного мозга. Об этом свидетельствует нарушение походки, торможение реакций, расстройства памяти. Как только этанол перестает поступать в организм, функции постепенно восстанавливаются.
То, что алкоголь вреден для здоровья знают все. Все начинается с нарушения сознания, а может привести к тому, что человек станет инвалидом навсегда. Существуют некоторые факторы, которые помогают определить какой ущерб нанесен клеткам головного мозга и какое воздействие оставил этанол на них.
Расстройство сознания на короткое время, которое наступило после приема алкоголя, случается гораздо чаще, чем ранее утверждали медики. Подобный результат можно определить, как возможное последствие алкогольного опьянения, которое не зависит от того, есть ли симптомы хронической алкогольной зависимости у человека или сколько ему лет.
Ученые провели эксперимент, пытаясь выявить негативное воздействие этанола на клетки головного мозга, связанное с кратковременным расстройством сознания. В эксперименте участвовали более чем семьсот студентов. Все они отвечали на один и тот же вопрос: было ли с вами такое, когда проснувшись утром, после ночных алкогольных излияний, вы были не в состоянии припомнить, что вы делали вечером и где вообще были?
Больше половины молодежи, уже имела опыт распития алкогольных напитков, и ответили утвердительно: да, после приема большого количества алкоголя у них возникали расстройства памяти. Сорок процентов из них сказали, что такое случалось в последний год, а девять процентов респондентов употребляли алкогольные напитки в течение двух последних недель, и у них наблюдалось помутнение сознания.
Влияние алкоголя на женский мозг?
Осложнения, вызванные приёмом алкогольных напитков, у представительниц слабого пола бывают более серьезными, нежели у мужчин.
Экспериментально доказано, что относительно клеток организма женщины этанол ведет себя гораздо агрессивней, чем относительно клеток мужчины. Органы и их функции сильнее подвержены негативному влиянию алкоголя, Быстрее происходит разрушение печени, поражение сердечной мышцы и клеток нервной системы.
Проведя сравнительный анализ результатов исследований головного мозга человека при помощи МКТ, ученые установили тот факт, что негативное воздействие этанола проявляет себя в том, что головной мозг уменьшается в размерах.
Степень подобного уменьшения служит главным показателем того, что в мозговых клетках присутствуют органические изменения. И чем больше стаж употребления алкоголя, тем выше подобные показатели.
Кроме этого, результаты экспериментов показали, что как женщины, так и мужчины, которые страдают алкогольной зависимостью, сталкиваются с определенными проблемами, когда они должны научиться чему-нибудь, или запомнить какую-либо информацию. Все это возникает по причине частого употребления алкогольных напитков.
Заметим, что представители мужского пола, которые участвовали в подобном опыте, имели вдвойне больший стаж регулярного употребления большого количества алкоголя, нежели представительницы слабого пола.
Выходит, что негативное воздействие этанола как на мужской мозг, так и на женский проявляется по одним и тем же признакам. Но необходимо учесть, что женщины принимали алкоголь ровно на половину меньше. Из всего этого делаем вывод, что этанол сильнее воздействует на женский мозг.
В противовес этому, недавно в одном американском издании были напечатаны две статьи, где обсуждалась роль гендерной принадлежности во время воздействия этилового спирта на организм.
Авторы пришли к обратному выводу, то есть согласно им, этанол одинаково влияет на всех без исключения. Это значит, что нужно продолжать эксперименты в таком роде, чтобы выяснить особенности воздействия этилового спирта на мозговые клетки женщины.
Нехватка тиамина и болезнь Корсакова-Вернике
Если человек систематически выпивает алкоголь, без контроля над количеством выпитого, и это длится довольно продолжительное время, то у него существуют все шансы возникновения дисфункции головного мозга или поражения его клеток. Более того, к этому может привести потребление большого количества спиртного, а могут серьезные нарушения в работе печени из-за хронической алкогольной зависимости.
Например, у большинства людей, страдающих хронической алкогольной зависимостью, в организме наблюдается нехватка тиамина, или как его еще называют — витамин B1. Не хватать его может из-за неправильного питания, нарушения метаболизма в организме и конечно же из-за злоупотребления спиртных напитков. Он играет незаменимую роль в процессе обмена веществ углеводов, липидов, белков. Он поддерживает нормальную деятельность сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта, нервных структур.
У большинства людей, страдающих от хронической алкогольной зависимости, наблюдается нехватка витамина B1. А это может привести к такому тяжелому заболеванию, как синдром Корсакова-Вернике, точнее можно сказать к синдрому Вернике и корсаковскому синдрому.
Болезнь Вернике характеризуется параличом глазных мышц, расстройством сознания и нарушением координации движений. Иногда пациент с подобным синдромом не может самостоятельно найти дверь комнаты, чтобы выйти, он не может перемещаться без чужой помощи. Если появился хотя бы один из признаков заболевания, нужно срочно обратиться к врачебной помощи.
У большинства людей, страдающих алкогольной зависимостью, вместе с синдромом Вернике наблюдается корсаковский синдром, который называют также алкогольным параличом. При таком заболевании наблюдаются нарушения памяти, когда он забывает все то, что с ним происходило до болезни, но может в мельчайших деталях описать события, имевшие место за несколько лет до этого.
Кроме того, он хорошо помнит все то что с ним происходит после болезни. Больной начинает придумывать несуществующие события, или рассказывать про те, которые действительно происходили, но при этом сильно искажает факты. Все это сопровождается дезориентацией. Пациент перестает ориентироваться в окружающем мире и в себе. Иногда, даже увидев свое отражение в зеркале, больной не осознает, что это он.
Возможно ли восстановление клеток мозга?
Считалось, что человек рождается с конкретным количеством мозговых клеток, и если они каким-то образом повреждаются, то восстановить их невозможно. Ученые считали, что нейроны под воздействием этилового спирта подвергаются разрушению и больше не функционируют. для того, чтобы восстановить их деятельность необходимо укрепить оставшиеся нервные клетки, так как не существует возможности добавлять новые. Но во второй половине прошлого столетия ученые открыли, что формирование новых нейронов возможно. Подобный процесс называют нейрогенез. После такого открытия ученые разработали новый подход к терапии нарушений деятельности мозговых клеток.
Что можно сделать в домашних условиях
Для восстановления функций мозга, нарушенных вследствие употребления алкоголя необходимо в период ремиссии и реабилитации проводить профилактические мероприятия.
В этих целях рекомендуется принимать витамины группы В, PP, С, полиненасыщенные жирные кислоты Омега3 и Омега 6.
Необходимо соблюдать режим «сон-бодрствование», при этом сон обязательно должен приходится на ночное время.
Немаловажное значение имеет питание человека. Оно должно быть сбалансированным, низкокалорийным с высоким содержанием тиамина.
Основу диеты составляют такие продукты, как рыба, постное мясо, крупы, бобовые, овощи и фрукты, орехи.
Также врачи назначают нейрометаболическую терапию и физиотерапию, способствующие восстановлению когнитивных нарушений (нарушение памяти, заторможенность мышления, снижение психической активности) и нервной системы.
Полный индивидуальный комплекс поддерживающей и восстановительной терапии пациенту составляет врач. Только выполняя назначения профессионально составленного плана реабилитации можно рассчитывать на положительный результат лечения.
RusTransplant
трансплантация спасает, когда остальное бессильно
Мы живы, пока жив наш мозг
Большой трансплантологический скандал случился осенью 2019 года. Жительница Тюмени, Елена Ференц обвинила врачей Областной Клинической Больницы № 2 в изъятии органов у ее сына, Юры Ференца. По мнению матери, юноша в этот момент был еще жив.
После смерти мозга функции внутренних органов: сердечная деятельность и газообмен, при искусственной аппаратной поддержке могут сохраняться длительное время. В медицинской практике зафиксированы случаи сохранения беременности у женщин после смерти мозга. В Польше врачи сохраняли беременность в течение 55 дней после смерти пациентки. Ребенок появился на свет в результате кесарева сечения. В Канаде беременность погибшей пациентки сохраняли в течение полутора месяцев — ее сын появился на свет на 30 неделе беременности.
Но почему сердце продолжает биться после наступления смерти мозга?
В условиях современной медицины, функции некоторых систем организма после смерти мозга могут поддерживаться искусственно с помощью специального оборудования. Продолжение работы отдельных органов не означает при этом, что человек не мертв.
А чем — от глубокой комы?
Кома — это не диагноз, а описание состояния пациента. Выделяют разную глубину ком. Чаще всего используют шкалу ком Глазго (ШКГ). При смерти мозга пациент тоже находится в коме (ее иногда называют атонической или запредельной по ШКГ). Вегетативное состояние — это отсутствие видимых проявлений деятельности коры больших полушарий, все остальные отделы мозга при этом функционируют.
Несмотря на необратимое повреждение высших отделов мозга, нарушение или утрату сознания, больной в вегетативном состоянии является живым со всеми вытекающими из этого последствиями, касающимися его прав и обязанностей лечащих его врачей.
Смерть мозга отличается от этого состояния необратимостью. Пациента невозможно вернуть к жизни после наступления смерти мозга.
Как происходит процедура констатации смерти мозга?
Констатация смерти мозга — это многочасовая многоэтапная процедура, в которой принимают участие несколько специалистов. В российском законодательстве закреплены правила и протоколы определения смерти мозга: «Диагноз смерти мозга человека устанавливается консилиумом врачей в медицинской организации, в которой находится пациент. В составе консилиума врачей должны присутствовать анестезиолог-реаниматолог и невролог, имеющие опыт работы в отделении интенсивной терапии и реанимации не менее 5 лет. В состав консилиума врачей не могут быть включены специалисты, принимающие участие в изъятии и трансплантации (пересадке) органов и (или) тканей».
Врачи, следуя инструкциям, поэтапно исключают все возможные обратимые состояния мозга. Для этого они:
Диагноз «смерть мозга» невозможен, если человек показывает мозговую активность хотя бы по одному пункту из ряда тестов. Или если при введении контрастного вещества в артерии, выявляется заполнение контрастным веществом хотя бы одной внутримозговой артерии, либо ее части.
В 40-70% случаях аневризмы головного мозга клинически не проявляются. Кровоизлиянию могут предшествовать мигренеподобные головные боли, эпилептические припадки, нередки повторные кровоизлияния. Внезапный разрыв аневризмы оборвал жизни таких известных людей, как Альберт Эйнштейн, Шарль де Голь, Андрей Миронов, Женя Белоусов. Этот список можно продолжить.
В США ежегодно от аневризмы умирает почти столько же людей, сколько от СПИДА (24 тысячи человек). В России объективных статистических данных нет.
Аневризмы могут быть обусловлены врожденными заболеваниями стенки сосуда или стать результатом поражения сосуда атеросклерозом, артериитом, инфекционным процессом (сифилисом, грибком). Риск развития этого коварного заболевания появляется при травмировании головного мозга. У молодых людей аневризма развивается вследствие травм, полученных при автомобильных авариях или при занятиях экстремальными видами спорта. У пациентов старше 50 лет – после гипертонического криза.
Аневризмы бывают артериальные (АА) и артериовенозными (артериовенозные мальформации АВМ).
Артериальные аневризмы – это выпячивание артериальной стенки вследствие ее истончения. Большинство артериальных аневризм имеет вид небольшого тонкого выпячивания (мешка), иногда АА представляет собой сферическое образование, диффузное расширение участка артерии.
Артериовенозная аневризма – это клубок варикозно-расширенных сосудов разного диаметра с измененными стенками, строение которых отличается от нормального строения стенок как артерий, так и вен.
Учитывая особенности изменения кровотока при аневризмах, заподозрить неблагополучие в сосудах головного мозга можно с помощью транскраниальной допплерографии (ТКДГ или ТКД).
Объясним поподробнее возможности и преимущества данного метода:
В чем же заключается обследование? С помощью ультразвукового датчика измеряется скорость кровотока по всем сосудам головы, при этом сам обследуемый лежит на удобной кушетке, не испытывая никаких неприятных ощущений. По результатам обследования можно с уверенностью сказать где, в каком именно участке головы нарушен кровоток.
Выявление признаков нарушения церебральной гемодинамики с помощью ТКДГ, характерных для артериальных аневризм и артериовенозных аневризм, возможно в амбулаторных условиях. Однако основным методом диагностики является церебральная ангиография, которая выполняется в специализированном стационаре.
Лечение аневризмы в основном хирургическое.
Директор ООО «Центр Исследования Сосудов»
Доктор медицинских наук
М.А. Ласкаржевская.
Как умирает мозг человека
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
НИИ кардиологии СО РАМН, Томск
Старение головного мозга человека: морфофункциональные аспекты
Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2017;117(1-2): 3-7
Грибанов А. В., Джос Ю. С., Дерябина И. Н., Депутат И. С., Емельянова Т. В. Старение головного мозга человека: морфофункциональные аспекты. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2017;117(1-2):3-7.
Gribanov A V, Dzhos Yu S, Deryabina I N, Deputat I S, Emel’ianova T V. An aging brain: morphofunctional aspects. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2017;117(1-2):3-7.
https://doi.org/10.17116/jnevro2017117123-7
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
Представлен обзор основных данных в рассматриваемой области, которые имеют значение для понимания патологии, развивающейся в позднем возрасте. Обращено внимание на особенности атрофических процессов и их выраженность в разных структурах мозга, в том числе в аспекте снижения когнитивных функций. Обсуждается также сопряженность структурных изменений в ткани головного мозга с изменениями нейрохимических и биоэлектрических процессов в ЦНС.
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
ФГБОУ ВО «Северный федеральный университет им. М.В. Ломоносова», Архангельск, Россия
НИИ кардиологии СО РАМН, Томск
Известно, что возрастные изменения проявляются во всех органах и системах организма человека. При этом особое значение имеют процессы, происходящие в период старения нервной системы, чему посвящен настоящий обзор, в котором обобщены основные факты в этой области.
Старение центральной нервной системы (ЦНС) сопровождается выраженными в различной степени атрофическими процессами. Масса головного мозга медленно, но неуклонно уменьшается. Кора больших полушарий, а в последующем, и мозжечка, становится тоньше. По данным В.В. Фролькис, масса мозга человека в возрасте от 60 до 75 лет снижается на 6%, причем неравномерно в разных отделах. Кора больших полушарий уменьшается на 4%, наибольшие изменения (на 12—15%) происходят в лобной доле. Отмечены гендерные различия степени атрофии мозга при старении. Масса головного мозга женщин примерно на 110—115 г меньше, чем у мужчин. Между 40 и 90 годами масса мозга уменьшается у мужчин на 2,85 г в год, а у женщин — на 2,92 г [1]. Твердая мозговая оболочка становится толще, склерозируется, срастается с костями черепа. Мягкая мозговая оболочка также заметно утолщается, извилины истончаются, борозды расширяются и углубляются. Паутинная оболочка прогрессирующе гиперплазируется и склерозируется с возрастом. По данным H. Brody [2] и H. Chugani и соавт. [3], и масса мозга снижается на 6—7% к 80 годам, мозжечок теряет с возрастом до 25% клеток Пуркинье, ядра таламуса — до 18%; наиболее часто изменения проявляются в префронтальной и медиально-височной областях. По данным E. Kensinger и соавт. [4], в префронтальной области наблюдается атрофия и белого и серого вещества. Уменьшение объема серого вещества обусловлено снижением количества нейронов ввиду их дегенерации. В белом веществе отмечаются аксональные патологические изменения и замедленная нейротрансмиссия. При этом R. Cabeza и соавт. [5] установили, что уменьшение межполушарной асимметрии, наблюдаемое у пожилых людей, наиболее выражено в префронтальной коре. До сих пор остается неясным, является ли билатеральное выравнивание отражением компенсаторной активизации одного из полушарий или же это результат патологических изменений.
Еще одной областью головного мозга, где возрастные изменения наиболее выражены, является гиппокамп [6]. Учитывая роль гиппокампа в формировании памяти, становится понятно, что функциональные и структурные изменения в этой зоне при старении обусловливают трудности запоминания контекста, в котором была получена информация [7, 8].
Таким образом, большинство исследователей мозга человека указывают на преимущественную потерю нейронов в коре, гиппокампе и мозжечке. В большинстве подкорковых образований клеточный состав остается неизменным до старческого возраста [1]. При этом филогенетически более «новые» структуры мозга, связанные с познавательной функцией, в большей степени подвержены возрастной потере нейронов, чем филогенетически «старые» (ствол мозга).
В процессе старения сами нейроны и их отростки уменьшаются в размерах, в них накапливаются липофусцин и жировые вакуоли. Миелиновые волокна истончаются. При электронно-микроскопическом исследовании обнаруживается старческий хроматолиз нейронов, их склеротические изменения и превращение в «клетки-тени». Выявляются не только признаки повреждения и дистрофии нейронов (гомогенизация цитоплазмы, смещение и пикноз ядер, цитолиз, тигролиз) различной выраженности, но и признаки гипертрофии внутриклеточных структур, что указывает на адаптивные процессы в условиях возрастной дегенерации нейронов [9, 10]. В связи с гибелью нейронов возникает один из типичных морфологических признаков стареющего мозга — разрежение клеток. Пустоты в участках полного исчезновения нейронов содержат гранулярный базофильный материал и вакуоли, а также происходит их замещение глиальными элементами [11, 12].
При старении головного мозга в коре больших полушарий, главным образом в лобных долях, а также в гиппокампе и подкорковых узлах увеличивается число глиальных элементов и выявляются старческие (сенильные) бляшки. Они располагаются рядом с сосудами микроциркуляторного русла коры и представляют собой скопления аргирофильного бесструктурного материала, содержащие амилоид и окруженные переплетениями утолщенных аксонов и клетками макро- и микроглии, имеющими мало цитоплазмы [13, 14].
При старении уменьшается плотность синапсов. Однако утрата синапсов происходит не во всех отделах ЦНС в равной степени. Так, в лобной доле достоверно доказано уменьшение количества синапсов с возрастом, в то время как в височной возрастные изменения не наблюдаются. Изменения в состоянии синапсов отмечаются не только в коре, но и в подкорковых структурах. Например, возрастные нарушения пространственной памяти объясняются снижением специфичности, эффективности и пластичности синаптической передачи в гиппокампе. При старении уменьшается способность формирования новых синапсов. Редукция синаптической пластичности в старости может способствовать снижению памяти, ухудшению двигательной активности и развитию других нарушений. При этом ухудшаются межнейронные контакты в различных областях ЦНС, нейроны как бы подвергаются деафферентации, в связи с чем нарушается их ответная реакция на сигналы внешней среды, нервные и гормональные стимулы, т. е. повреждаются синаптические механизмы деятельности мозга [1].
По мере увеличения возраста существенно изменяется состояние медиаторных систем мозга. Одним из наиболее характерных феноменов старения является дегенерация дофаминергической системы мозга, что непосредственно связано с развитием в старческом возрасте таких заболеваний, как паркинсонизм. Нарушения деятельности холинергической медиаторной системы мозга играют одну из основных ролей в расстройствах памяти, восприятия и других познавательных процессов, возникающих при болезни Альцгеймера [15].
Старение сопровождается также изменением активности и содержания в ткани мозга человека энзимов, имеющих отношение к синтезу и разрушению тирозингидроксилазы, ДОФА-декарбоксилазы в черной субстанции, хвостатом ядре и скорлупе; холинацетилазы и ацетилхолинестеразы — в коре, стриатуме, гиппокампе и мозжечке, и следовательно, синтез ацетилхолина в этих структурах уменьшен. Напротив, в среднем мозге увеличивается содержание моноаминоксидазы. Нарушение обмена нейромедиаторов в дофаминергических нейронах головного мозга влечет за собой его снижение в базальных ганглиях, хвостатом ядре и скорлупе, что и вызывает нарушение двигательной активности. Уменьшение содержания серотонина и норадреналина, снижение содержания и скорости обмена дофамина в гипоталамусе связывают с развитием депрессии у лиц пожилого возраста [16].
Возрастное ухудшение кровоснабжения головного мозга по экстра- и интракраниальным сосудам сопровождается изменениями мелких сосудов: склерозом и гиалинозом стенок, сужением просвета. При старении снижается мозговой кровоток, нарушаются функции гематоэнцефалического барьера, уменьшается сопряжение между мозговым кровотоком и метаболизмом глюкозы в связи с использованием в качестве энергетического субстрата кетоновых тел, снижаются уровни тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, а также внутриклеточный рН в мозге, что характеризует изменения церебрального энергетического обмена на всех уровнях. Такие изменения при нормальном старении выражены относительно слабо, тем не менее они повышают чувствительность мозга к окислительному стрессу и другим повреждающим факторам [17—19].
Возрастные изменения сосудистых сплетений проявляются склерозом, образованием кист, кальцификацией, появлением псаммозных телец. Процессы обызвествления в них прогрессируют с возрастом: при компьютерной томографии они выявляются у 1 из 3 — 50-летних, у 3 из 4 — 60-летних и у 5 из 6 — 80-летних пациентов [11].
В процессе старения имеет место постепенное снижение высших психических функций — восприятия, внимания, памяти, мышления. Снижаются скорость обработки информации, объем оперативной памяти, способность к обучению и запоминанию новой информации [20, 21].
Для пожилых людей характерны эмоциональная неустойчивость, снижение умственной работоспособности, повышение порога безусловных рефлекторных реакций, трудности выработки условных рефлексов, а также более медленное их угасание по сравнению с молодым возрастом [22, 23].
По мере того, как человек становится старше, процесс восприятия новой информации и ее кодирования для последующего хранения требует все большего времени, что связано со сниженной эффективностью нервной передачи и сенсорным дефицитом, который ограничивает способность человека быстро и точно воспринимать информацию, предъявляемую для запоминания [24, 25]. У пожилых людей, кроме того, снижается способность извлекать хранящиеся в памяти сведения. Отчасти это обусловлено тем, что им сложнее дифференцировать необходимый фрагмент информации от обильных запасов сведений и знаний, накопленных в течение долгих лет жизни. Этот процесс отграничения (дифференцировки) может быть особенно трудным в случае, когда новая информация сходна по содержанию с давно усвоенной. Вследствие этого пожилые люди демонстрируют гораздо худшие показатели по сравнению с молодыми, в тестах на свободное вспоминание, когда их просят вспомнить заученную информацию, давая при этом минимум подсказок. Однако эта разница сводится к минимуму, когда пожилым испытуемым дается достаточное количество подсказок и ориентиров, чтобы сузить фокус поиска в памяти нужной информации, или когда их просят выбрать правильный ответ из небольшого числа вариантов [26—28].
Считается, что люди пожилого возраста обладают лучшей памятью на события, происшедшие в давнем прошлом, чем на недавние события. Это в основном связано с тем, что давние события либо имеют для человека особое личное значение, либо настолько особенны по содержанию, что не могли в течение жизни быть «стерты» из памяти более поздними событиями [29, 30]. Пожилые люди в течение жизни многократно обращаются к этим воспоминаниям, что повышает их доступность для извлечения из памяти, по сравнению с ежедневными событиями, значительная часть которых со временем забывается. Следует иметь в виду, что гораздо труднее выявить ошибки испытуемых в воспроизведении давних событий по сравнению с событиями текущими, когда ошибки припоминания оказываются очевидными. Так, кратковременная память значительно ослабевает с возрастом и часто оказывается нарушенной у пожилых людей. Возрастные различия долговременной памяти гораздо менее выражены и, как считается, могут быть следствием использования неэффективных стратегий кодирования или дефицита функции воспроизведения [31, 32]. Семантическая память в позднем возрасте не нарушается. Прогрессирующее снижение памяти у некоторых людей отмечается уже между 50—60 годами, что, вероятно, является результатом дегенеративных изменений в нейронах, отложения липофусцина, образования сенильных бляшек в ткани мозга [27].
Речь при старении сохраняется относительно хорошо [3]. Пожилые люди 60—70 лет используют в своей речи более разнообразные грамматические формы по сравнению с более старшей возрастной группой. Беглость речи у пожилых не отличается от лиц более молодого возраста. Однако имеются изменения в процессах понимания чужой речи в связи с сенсорным дефицитом и замедлением скорости обработки информации. В отношении письменной речи также наблюдаются определенные изменения с возрастом. Понимание и восприятие замедляются, пожилым людям становится труднее уловить смысл прочитанного.
Другой особенностью нейродинамических нарушений является уменьшение способности концентрировать внимание в течение длительного времени, поэтому пожилые люди часто отвлекаются на посторонние стимулы при выполнении тех или иных заданий, особенно это выражено, когда необходимо запомнить информацию на фоне «шума» [33]. Им также трудно работать с несколькими источниками информации. Последнее может быть связано с уменьшением способности переключать внимание, т. е. с определенной интеллектуальной ригидностью.
В связи с морфологическими изменениями головного мозга биоэлектрическая активность его также медленно и прогрессирующе изменяется. Начиная с возраста 50 лет наблюдается перестройка спектра ритмов ЭЭГ, выражающаяся в снижении амплитуды и относительного количества альфа-ритма и тета-волн и в нарастании мощности бета-ритма [34, 35]. Что касается медленноволновой активности, то здесь полученные результаты противоречивы. По данным одних исследований [36, 37], имеет место возрастание мощности медленных ритмов и реже выявлялось [38—40] отсутствие изменений и снижение мощности медленных ритмов. Ряд авторов отмечают, что доминирующая частота после 60—70 лет имеет тенденцию к снижению, а по данным визуального анализа ЭЭГ преобладают тета- и дельта-волны. Считается, что замедление ЭЭГ связано ишемией, которая приводит к прогрессирующему увеличению количества пограничных с нормой и патологически измененных ЭЭГ [41]. Есть данные, что существенные отклонения фоновой ЭЭГ у лиц после 70 лет могут обусловливаться нарушениями функции нормальной регуляции сна и бодрствования. К 90—100 годам продолжает снижаться частота доминантного ритма, увеличивается представленность медленной активности, появляется ее асимметрия в височных отведениях. Количественный анализ показывает снижение мощности доминантного ритма и уменьшение его различий по разным зонам по сравнению с 60-летними здоровыми. Тета-ритм связан с памятью и эмоциональной регуляцией [42, 43]. Поскольку нарушения памяти являются одним из наиболее значимых проявлений старения головного мозга, во многом этим объясняется снижение мощности тета-ритма [44, 45]. Также отмечено снижение мощности альфа-ритма. Альфа-1-ритм связан с вниманием и трудностью выполняемого задания, тогда как альфа-2 является нейрофизиологическим коррелятом сложной семантической памяти [46]. Одновременно снижается реактивность альфа-ритма на активирующие нагрузки, а мощность бета-активности при функциональных нагрузках возрастает [47]. Н.В. Вольф и А.А. Глухих [34] обнаружили в своих исследованиях увеличение мощности высокочастотных бета-2 и гамма-ритмов во всех отведениях по сравнению с группой молодого возраста, причем эти различия были наиболее выражены во фронтальных отделах полушарий. У пожилых наблюдается также снижение возможности усвоения навязанных ритмов, диапазон усвоения ритма сужен и сдвигается в сторону низких частот.
Наблюдается также устойчивое увеличение латентности волны Р300 вызванных потенциалов с возрастом (латентность Р300 удлиняется на 1,25 мс в год, а амплитуда уменьшается со скоростью 0,09 мкВ в год) и уменьшение амплитуды зрительных вызванных потенциалов. При исследовании слуховых вызванных потенциалов было отмечено увеличение латентности N1 и P2, а их амплитуды меняются в зависимости от вида стимула: амплитуда N1 увеличивается в ответ на речевой стимул по сравнению с неречевым [48]. Амплитуда P2, по данным J. Lister и соавт. [49], меньше у людей пожилого возраста в сравнении с более молодыми из-за снижения активности процессов торможения. Однако K. Rufener и соавт. [48] в своем исследовании не выявили какой-либо значимой модуляции P2 у пожилых по сравнению с молодыми. С возрастом происходит падение скорости распространения возбуждения по нервам, замедляется синаптическое проведение [50, 51].
По данным В.Ф. Фокина и соавт. [52, 53], качественный анализ характера изменений при старении может быть представлен в отношении двух параметров: усредненного уровня постоянных потенциалов (УПП) и межполушарной разности в височных отведениях. При этом, возможно, картина церебрального энергообмена будет меняться в зависимости от биологического возраста, социального и психологического статуса, региона проживания и других факторов.
Имеются данные, что в лобных областях, где преобладают возрастные изменения — снижение кровотока и гипометаболизм глюкозы, регистрируется вторичное небольшое нарастание УПП, отражающее снижение церебрального рН. В пожилом возрасте отмечается определенное расхождение между динамикой метаболизма глюкозы и изменением КЩР: потребление глюкозы при старении снижается, но pH в мозговой ткани растет, что может быть обусловлено комплексом причин: снижением кровотока и энергетического обмена, деструктивными процессами [18].
Проводились исследования распределения УПП у пожилых северян, которые показали, что к характерным изменениям при старении у них относятся: низкие значения УПП в лобных отведениях, повышение значений в центральных и теменных отведениях, а также повышение индивидуальной вариабельности показателей межполушарных различий. Отмечено сглаживание межполушарной асимметрии у мужчин-северян в лобных, а у женщин-северянок — в центральных отведениях и правополушарное доминирование в центральных отведениях у мужчин [54].
Таким образом, в процессе старения наиболее значимые изменения наблюдаются в медиально-височной и префронтальной областях головного мозга, что в свою очередь приводит к снижению когнитивных функций: уменьшению скорости обработки информации, объема оперативной памяти, способности к обучению и запоминанию новой информации. Морфологические изменения головного мозга обусловливают перемены его функциональной активности, которая отражается на ЭЭГ, при анализе вызванных потенциалов, а также УПП.
Работа выполнена в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности Министерства образования и науки РФ на 2014—2016 гг., № 2025 Северному (Арктическому) федеральному университету им. М.В. Ломоносова.