Компютърна томография (CT)
Компютърна томография (КТ) —Най-новият метод, който осигурява точни и детайлни изображения и на най-малките промени в плътността на медулата. КТ съчетава най-новите постижения на рентгеновите и компютърните технологии, отличаващи се с фундаменталната новост на техническите решения и математическия софтуерОсновната разлика между КТ и радиографията е, че рентгеновите лъчи дават само един изглед на част от тялото. С помощта на компютърна томография е възможно да се получат много изображения на един и същ орган и по този начин да се изгради вътрешно напречно сечение или „срез“ на тази част от тялото. Томографското изображение е резултат от точни измервания и изчисления на стойностите на затихване на рентгеновите лъчи, които са специфични за конкретен орган. По този начин методът дава възможност да се разграничат тъкани, които се различават леко една от друга по абсорбиращ капацитет. Измерената радиация и степента на нейното затихване получават цифров израз. Според съвкупността от измервания на всеки слой се извършва компютърен синтез на томограмата. Последният етап е изграждането на изображение на изследвания слой върху екрана на дисплея. За извършване на томографски изследвания на мозъка се използва невротомографско устройство. В допълнение към решаването на клинични проблеми (например определяне на местоположението на тумор), КТ може да даде представа за разпределението на регионалния мозъчен кръвен поток. Благодарение на това КТ може да се използва за изследване на метаболизма и кръвоснабдяването на мозъка. В хода на живота невроните консумират различни химикали, които могат да бъдат белязани с радиоактивни изотопи (например глюкоза). При активиране на нервните клетки се увеличава кръвоснабдяването на съответната част от мозъка, в резултат на което в него се натрупват белязани вещества и се повишава радиоактивността. измерваненивото на радиоактивност на различни части на мозъка, е възможно да се направят изводи за промени в мозъчната активност по време на различни видове умствена дейност. Последните проучвания показват, че определянето на най-активираните области на мозъка може да се извърши с точност до 1 mm.
Ядрено-магнитен резонанс на мозъка. Компютърната томография се превърна в предшественик на редица други още по-напреднали методи за изследване: томография, използваща ефекта на ядрено-магнитен резонанс (NMR томография), позитронно-емисионна томография (PET), функционален магнитен резонанс (FMR). Тези методи са сред най-обещаващите методи за неинвазивно комбинирано изследване на структурата, метаболизма и кръвотока на мозъка.
Невронна активност
 | Варианти на осцилограми на импулсна активност на невронни популации, записани в различни кортикални и субкортикални структури (според N.P. Bekhtereva et al., 1985). Отгоре - времеви щампи (100 ms). Латински букви вдясно - символи на структурите на човешкия мозък |
Регистриране на реакциите на невроните. Активността на отделен неврон се записва с помощта на така наречените микроелектроди, чийто връх е с диаметър от 0,1 до 1 микрон. Специални устройства позволяват въвеждането на такива електроди в различни части на мозъка; в това положение електродите могат да бъдат фиксирани и, свързани към комплекса усилвател-осцилоскоп, те позволяват да се наблюдават електрическите разряди на неврона. С помощта на микроелектроди се записва активността на отделни неврони, малки ансамбли (групи) от неврони и множество популации (т.е. относително големи групи от неврони). Количествената обработка на записите на импулсната активност на невроните е доста трудна задача, особено в случаите, когато невронът генерира много разряди и е необходимо да се идентифицират промените в тази динамика в зависимост от всякакви фактори. С помощта на компютър и специален софтуер се оценяват параметри като честотата на импулсите, честотата на ритмичните изблици или групи от импулси, продължителността на междустимулните интервали и др.. Анализ на функционалните характеристики на невронната активност в сравнение с поведенчески реакцииПровежда се на достатъчно дълги периоди от време от 25-30 s и повече. Активността на невроните се записва при животни в експеримента, при хора в клинични условия. Ценни обекти за изследване на функционалните свойства на невроните са големите и сравнително достъпни неврони на някои безгръбначни. Множество факти относно невронната организация на поведението са получени чрез изучаване на импулсната активност на невроните в експерименти върху зайци, котки и маймуни. Изследванията на активността на невроните в човешкия мозък се извършват в клинични условия, когато специални микроелектроди се инжектират в мозъка на пациенти с терапевтична цел. По време на лечението, за да се завърши клиничната картина, пациентите се подлагат на психологически тестове, по време на които се записва активността на невроните. Изследването на биоелектричните процеси в клетките, които запазват всичките си връзки в мозъка, позволява да се сравнят характеристиките на тяхната дейност с резултатите от психологически тестове, от една страна, както и с интегративни физиологични показатели (ЕЕГ, ЕР, ЕМГ и др.) Последното е особено важно, тъй като една от задачите за изучаване на работата на мозъка е да се намери метод, който хармонично да съчетава най-фините анализи при изучаването на детайлите на работата си с изучаването на интегрални функции. Познаването на законите на функционирането на отделните неврони, разбира се, е абсолютно необходимо, но това е само едната страна в изследването на функционирането на мозъка, която обаче не разкрива законите на мозъка като цялостна функционална система.
Методи за въздействие върху мозъка
По-горе бяха представени методи, чиято обща цел е регистриране на физиологични прояви и показатели за функционирането на мозъка на хора и животни. Освен това изследователите винаги са търсилипроникват в механизмите на мозъка, оказват пряко или косвено влияние върху него и оценяват последствията от тези влияния. За психофизиолога използването на различни методи за стимулиране е пряка възможност за моделиране на поведение и умствена дейност в лабораторията.
Електрическата стимулация на мозъка е полезен метод за изследване на функциите на отделните му структури. Осъществява се чрез електроди, поставени в мозъка при "остри" експерименти върхуживотни или по време на операция на човешки мозък. В допълнение, стимулацията е възможна и при условия на дългосрочно наблюдение с помощта на електроди, предварително имплантирани чрез операция. С хронично имплантирани електроди е възможно да се изследва специалният феномен на електрическа самостимулация, когато животното с помощта на някакво действие (натискане на лост) затваря електрическа верига и по този начин регулира силата на стимулация на собствения си мозък. При хората електрическата мозъчна стимулация се използва за изследване на връзката между умствените процеси и функции и областите на мозъка. Така например можете да изучавате физиологичните основи на речта, паметта, емоциите. В лабораторни условия се използва методът на микрополяризацията, чиято същност е пропускане на слаб постоянен ток през определени части на мозъчната кора. В този случай електродите се прилагат към повърхността на черепа в зоната на стимулация. Локалната микрополяризация не разрушава мозъчната тъкан, а само засяга промените в потенциала на кората в стимулираната зона, така че може да се използва в психофизиологични изследвания. Заедно с електрическа стимулация на мозъчната кора на човека със слабо електромагнитно поле е допустимо. Основата на този метод е фундаменталната възможност за промяна на характеристиките на дейността на централната нервна система под въздействието на контролирани магнитни полета. В този случай също няма разрушителен ефект върху мозъчните клетки. В същото време, според някои данни, излагането на електромагнитно поле значително влияе върху хода на психичните процеси, следователно този метод представлява интерес за психофизиологията.
Унищожаване на части от мозъка. Увреждането или отстраняването на част от мозъка, за да се установи функцията му за осигуряване на поведение, е едно от най-старите иобщи методи за изследване на физиологичните основи на поведението. В чист вид методът се използва при опити с животни. Наред с това често се провежда психофизиологично изследване на хора, които по медицински причини са претърпели отстраняване на част от мозъка.
- Разрушителната намеса може да се извърши чрез:
oтрансекция на отделни пътеки или пълно разделяне на структури(например отделяне на полукълба чрез дисекция на интерхемисферичния лигамент - corpus callosum);
oразрушаване на структури при преминаване на постоянен ток(електролитно разрушаване) или високочестотен ток (термокоагулация) през електродите, поставени в съответните части на мозъка;
oхирургично отстраняванена тъкан със скалпел или изсмукване с помощта на специална вакуумна помпа, която действа като капан за аспирирана тъкан;
oхимическо унищожаванес помощта на специални лекарства, които изчерпват запасите от медиатори или унищожават невроните;
oобратима функционална деструкция, която се постига чрез охлаждане, локална анестезия и други техники.
Така че, като цяло, методът за унищожаване на мозъка включва унищожаване, отстраняване и дисекция на тъкан, изчерпване на неврохимични вещества, предимно медиатори, както и временно функционално изключване на определени области на мозъка и оценка на въздействието на горните ефекти върху поведението на животните.