Метод за регулиране на функционалното състояние на централната нервна система в цикъла сън-бодърстване и
ТЕХНИЧЕСКИ ДЕЙСТВИЕ: повишена времева корелация на електромагнитното поле (ЕМП), влияещо на импулсите с мозъчната биоелектрична активност, което позволява да се контролират промените във функционалното състояние на централната нервна система (ЦНС). Методът включва дигитализиране на електроенцефалограма (ЕЕГ), определяне на функционалното състояние на ЦНС чрез спектрален и амплитуден анализ на дигитализираните участъци и в точното време включване на въздействието върху ЦНС с ЕМП импулси. Ново в метода е синхронизирането на ЕМП импулси с праговата моментна стойност на ЕЕГ сигнала, избрана в диапазона от средната до максимално възможната за дадено функционално състояние. ЕФЕКТ: методът позволява използването на ЕМП импулси с ниска интензивност за изследване на ЦНС (управление на процеси, водещи до "синхронизация-десинхронизация на ЕЕГ"), за нормализиране на съня и не само за заспиване и събуждане, но и за коригиране на времевите отношения между бавните и повърхностните етапи на съня, за улесняване на хипнотичните процедури, за борба с епилептичния фокус. Техническият резултат от устройството: контрол на функционалното състояние на биологичния обект с помощта на ЕМП импулси. Устройството съдържа индуктор и електроди за отстраняване на биопотенциали. Новото в устройството е използването и взаимното свързване на останалите блокове на веригата: електродите са свързани към биопотенциален усилвател, чийто изход е свързан към аналогово-цифров преобразувател, чийто изход е свързан към микрокомпютър и компаратор, изходът на микрокомпютъра е свързан към управляван от него компаратор, изходът на компаратора е свързан към управляващия блок на импулсния генератор, а изходътимпулсен генератор - с индуктор. 2 сек. стр. f-ly, 2 ил.
Изобретението се отнася до експерименталната физиология и медицина, по-специално до методи за въздействие върху централната нервна система (ЦНС) с импулсни електромагнитни полета (ЕМП).
Най-близо до предложеното е методът за въздействие върху ЦНС с ниска интензивност (117 264 μT) импулсен ЕМП с честота на повторение на импулса от 0,5 до 22 Hz [1] Подобни ефекти засягат промяната в двигателната активност на животните, образуването на условни рефлекси, развитието на инхибиторни реакции.
Въпреки известна специфика, която се изразява във факта, че по-ниските честоти на повторение на импулса работят по-ефективно за инхибиране, а по-високите - за възбуждане, в повечето случаи ефектите на импулсния ЕМП със същата честота на повторение на импулса могат да доведат до многопосочни промени във функционалното състояние, както до инхибиране, така и до възбуждане (на нивото на централната нервна система, както до синхронизация, така и до десинхронизация на биоелектричната активност на мозъка). Отчитането на функционалното състояние на ЦНС преди експозицията също не дава възможност да се направи надеждна прогноза за посоката на промените. В тази връзка е невъзможно ефективното използване на този режим на експозиция за контрол на функционалното състояние на ЦНС.
Многопосочността на промените във функционалното състояние на ЦНС по време на експозиция се обяснява с факта, че импулсите на ЕМП, които се появяват на редовни интервали, не са свързани с биоелектричната активност на мозъка, която е апериодична по природа, и тъй като ефектът на полето върху невроните, които са в различни функционални състояния, е различен, е възможно да се предвиди с голяма вероятност крайният резултат от преразпределението на невронната активност и посоката на промяна във функционалнатасъстояние е невъзможно. Тук промяната във функционалното състояние се разбира като преход между състоянията на будност, почивка, етапи на сън, всеки от които се характеризира както с преобладаващия честотен спектър, така и с определен амплитуден диапазон (или определени разпределения на моментните стойности) на сигнала на електроенцефалограмата (виж Кратин Ю.
Техническият резултат от метода е да се увеличи времевата корелация на импулсите, влияещи на електромагнитното поле, с биоелектричната активност на мозъка, което позволява да се контролира промяната във функционалното състояние на централната нервна система.
За да направите това, в метода за регулиране на функционалното състояние на ЦНС в цикъла "сън-будност", чрез излагане на импулсно магнитно поле с ниска интензивност, предварително се регистрира електроенцефалограма (ЕЕГ) на съответното функционално състояние на централната нервна система, определя се нивото на средните и максимално възможните амплитудни стойности и електромагнитното поле се синхронизира с електроенцефалограмния сигнал от диапазона от намерени стойности.
Методът се осъществява по следния начин. ЕЕГ се взема и дигитализира чрез спектрален и амплитуден анализ на дигитализираните участъци, определя се функционалното състояние на ЦНС и нивото на максимално възможните моментни амплитудни стойности на ЕЕГ сигнала, характерни за даденото функционално състояние. Ако е необходимо, прехвърлете биообекта от енергично или спокойно състояние в етап на сън, т.е. предизвикайте реакцията на "синхронизация на ЕЕГ" (вж. Кратин Ю. Г. Гуселников В. И. Техника и методи на електроенцефалографията, 1971, Наука, Л. стр. 24), или обратното, прехвърлете биообекта от етапа на сън в състояние на повърхностен сън илисъбудете, т.е. предизвикайте реакцията на "десинхронизация на ЕЕГ", вземете решение за провеждане на контролирано въздействие и задайте параметрите, които го регулират: 1) праговата моментна стойност (Р) на ЕЕГ сигнала, която е в диапазона от средното до максимално възможното за дадено функционално състояние, с което е необходимо да се синхронизира във времето появата на действащия ЕМП импулс; 2) минимално време на забавяне (Т3) преди синхронизиране на следващия импулс; 3) време на експозиция. След това се извършва контролирано действие, по време на което на редовни интервали (т
5-25 ms), се измерват моментните стойности на ЕЕГ сигнала и когато той достигне или надвиши праговата стойност, се извършва генериране, експозицията се изключва за времето на забавяне T3 (50-2000 ms), което, от една страна, обръща улавянето от ЕМП импулса, от друга страна, ограничава максимално възможния брой ЕМП импулси по време на периода на експозиция. След времето на забавяне T3, моментните стойности на ЕЕГ сигнала се сравняват отново с праговата стойност P на редовни интервали t, за да се определи времето за генериране на следващия ЕМП импулс. Цикълът се повтаря до изтичане на експозиционното време (2 5 min), след което ЕЕГ сигналът отново се дигитализира и се определя функционалното състояние на ЦНС.
На фиг. 1 показва режимите на дигитализиране на ЕЕГ сигнала и генериране на импулси: а) режим на дигитализиране на ЕЕГ сигнала на равни интервали t; б) режим на контролирано действие, т.е. дигитализиране на сигнала до достигане на последната прагова стойност Р, генериране на ЕМП импулс, дигитализиране на времето на забавяне ТЗ, отново дигитализиране на сигнала до праговата стойност; в) режим на неконтролирана експозиция, т.е. праговата стойност (P) е под минималната възможна стойност на сигналаЕЕГ и в резултат на това генерирането на ЕМП импулси се извършва на равни (T3) интервали от време (с честота на повторение на импулса, равна на 1 s/T3) без синхронизация с биоелектричната активност на мозъка.
В централната изследователска лаборатория на Свердловския държавен медицински институт (ЦНИЛ СГМИ) са проведени 105 експеримента с контролирана експозиция (фиг. 1б) върху бели плъхове съгласно горния метод. ЕКГ се взема от сензомоторната област на кората по биполярен начин. В същото време, ако животното е било в състояние на бодърстване или покой, въздействието е довело до преход към един от етапите на сън (развитие на "реакция на синхронизиране на ЕЕГ"), ако животното е било в един от етапите на сън, въздействието е довело или до преход от бавно вълнов към повърхностен стадий на сън, или до събуждане (т.е. до развитие на "реакция на десинхронизиране на ЕЕГ"). Нивото на значимост на получения ефект Изобретението се отнася до медицинско оборудване и е предназначено за лечение с магнитни полета с различни конфигурации