The Study of EEG Predictors in Patients with Acute Cerebral Insufficiency Complicated by Vegetative State

V.I. Cherniy, I.A. Andronova, G.A. Gorodnik, K.V. Nazarenko, T.V. Cherniy, M.A. Andronova

Abstract


Background. Depression of consciousness and levels of recovery of mental activity after the coma — an actual neurological problem. Apallic syndrome, or vegetative state, is one of the variants of recovery from protracted coma. The timely neurophysiological monitoring, pathogenetic treatment aimed on the stimulation of neuroplasticity, and the correct prediction of the course of this disease are relevant for the entire period of observation. Objective. The aim of the study was to examine EEG-predictors in patients with acute cerebral insufficiency complicated by vegetative state, the investigation of the efficiency of neurotropic drugs in patients with apallic syndrome. Materials and methods. We conducted the examination and treatment of 10 patients with acute cerebral insufficiency, complicated by vegetative state. The diagnosis of the vegetative state was established in the dynamics of observation of the patients on the basis of accepted international criteria. To conduct the studies, we used computer digital encephalographs Nihon-Kohden and Neuron-Spectrum, which have the ability to produce synchronous recording of 8 EEG channels and 1 ECG channel in 2nd standard abduction. Biosignal data were processed using copyright software package developed in graphical programming environment National Instruments LabVIEW, designed for high-precision laboratory studies. Statistical analysis was performed by software package MedSTAT. Results. The results of the researches showed the reduction of interhemispheric coherence in all frequency bands of the EEG in all parts of the brain that is a neurophysiolo­gic predictor of the development of a vegetative state and will be maintained throughout the course of the disease. The cause of the decline of hemispheric relationship interaction was ischemic lesion of the cerebral cortex and its deep areas. This leads to disruption of connections between subcortical ganglia and the cerebral cortex, called separation phenomenon. The transformation of a vegetative state into «the state of small consciousness» is associated with increasing the consistency in alpha and beta bands on EEG in the symmetrical central areas (C3-C4), which is a sign of the recovery of the activity of the midbrain and diencephalic structures. After conducting the pharmacological tests with the drug Gliaton, there was a significant decrease (p ≤ 0.05) in the level of disorganization of the EEG-pattern, bilaterally in the right and left hemisphere. Conclusions. The use of choline alfoscerate in the comprehensive treatment of patients with apallic syndrome led to the transformation of vegetative state into «the state of small consciousness» in five of the eight patients.

Keywords


quantitative electroencephalography; vege­tative state; EEG predictors; neurotropic drugs; choline alfoscerate

References


Попова Л.М. Нейрореаниматология. — М.: Медицина, 1983. — 175 с.

Кондратьева Е.А., Яковенко И.В. Вегетативное состояние (этиология, патогенез, диагностика и лечение). — СПб.: ФГБУ «РНХИ им. проф. А.Л. Поленова» Минздрава России, 2014. — 363 с.

Восстановление сознания как проявление нейропластичности / М.М. Одинак, С.А. Живолупов, В.В. Паномарев, Н.А. Рашидов, И.Н. Самарцев // Вопросы нейрохирургии. — 2014. — № 1. — С. 33-41.

Клинико-диагностические аспекты вегетативного состояния: Учебно-методическое руководство / Гимранов Р.Ф., Кубанов З.А., Князева М.И. и соавт. — М.: РУДН, 2007. — 15 с.

Кондратьева Е.А. Вегетативное состояние: эпидемиологические, клинические и патофизиологические аспекты / Е.А. Кондратьева // Материалы V съезда Межрегиональной ассоциации общественных объединений анестезиологов и реаниматологов Северо-Запада. — СПб., 2009. — С. 3-16.

Jennett В. The vegetative state: medical facts, ethical and legal dilemmas / В. Jennett. — Cambridge: Cambridge University Press, 2002. — 167 p.

Detecting awareness in the vegetative state — supplementary online material-view response to comments / Owen A.M., Coleman M.R., Boly M. et al. // Science. — 2006. — Vol. 313. — P. 1402.

Brain function in the vegetative state / Laureys S., Antoine S., Boly M. et al. // Acta Neurol. Belg. — 2002. — Vol. 102, № 4. — P. 177-185.

Residual cerebral activity and behavioral fragments can remain in the persistently vegetative brain / Schiff N.D., ­Ribary U., Moreno D.R. et al. // Brain. — 2002. — Vol. 125. — № 6. — P. 1210-1234.

Differences in brain metabolism between patients in coma, vegetative state, minimally conscious state and locked in syndrome / Laureys S. et al. // Eur. J. Neurol. — 2003. — Vol. 224, № 1. — P. 24-32.

PET scanning and neuronal loss in acute vegetative state / Laureys S. et al. // Lancet. — 2000. — Vol. 355. — P. 1825-1826.

The new neuroscience frontier: Promoting neuroplasticity and brain repair in traumatic brain injury / Defina P. et al. // Clin Neuropsychol. — 2009. — Vol. 23, № 8. — P. 1391-1399.

Baars B. Brain, conscious experience and the observing self / Baars B., Ramsoy T., Laureys S. // Trends Neurosci. — 2003. — Vol. 26. — P. 671-675.

Brenner R.P. The interpretation of the EEG in stupor and coma / Brenner R.P. // Neurologist. — 2005. — Vol. 11, № 5. — P. 271-284.

Phiroze L. Persistent vegetative state: Review and report of electrodiagnostic studies in eight cases / Phiroze L. // Arch. Neurol. — 1985. — Vol. 42. — P. 1048-1052.

Five-year follow-up study of patients with persistent vegetative state / Higashi K. et al. // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatr. — 1981. — Vol. 44, № 6. — P. 552-554.

Laird M.D. Opposing Roles for Reactive Astrocytes following Traumatic Brain Injury / Laird M.D., Vender J.R., Dhandapani K.M. // Neurosignals. — 2008. — Vol. 16. — P. 154-164.

Norris C.M. Recovery of afferent function and synaptic strength in hippocampal CA1 following traumatic brain injury / Norris C.M., Scheff S.W. // J. Neurotrauma. — 2009. — Vol. 26, № 12. — P. 2269-2278.

Крыжановский Г.Н. Некоторые общепатологические и биологические категории: здоровье, болезнь, гомеостаз, саногенез, адаптация, иммунитет. Новые подходы и определения / Г.Н. Крыжановский // Патологическая физиология и экспериментальная терапия: Квартальный научно-теоретический журнал. — 2004. — № 3. — С. 3-7

Крыжановский Г.Н. Патологические системы в патогенезе нервно-психических расстройств / Г.Н. Крыжановский // Российский психиатрический журнал. — 2000. — № 6. — С. 20-23.

Одинак М.М. Восстановление сознания как проявление нейропластичности / М.М. Одинак, С.А. Живолупов, В.В. Паномарев, Н.А. Рашидов, И.Н. Самарцев // Вопросы нейрохирургии. — 2014. — № 1 — С. 33-41.

Волошина Н.П. Неврологічне обстеження хворих у вегетативному стані / Н.П. Волошина, Д.С. Маньковський, О.Г. Курик // Український вісник психоневрології. — 2011. — Т. 19, вип. 1 (66). — С. 9-13.

Brain function in the vegetative state / Laureys S., Antoine S., Boly M. et al. // Acta Neurol. Belg. — 2002. — Vol. 102, № 4. — P. 177-185.

Default network connectivity reflects the level of consciousness in non-communicative brain damaged patients / Vannhaudenhuyse A., Noirhomme Q., Tshibanda L. et al. // Ibid. — 2010. — Vol. 133, Pt. 1. — P. 161-171.

Multi-Society Task Force on PVS. Medical aspects of the persistent vegetative state (first part) // N. Engl. J. Med. — 1994. — Vol. 330. — P. 1499-1508.

Плам, Познер. Диагностика ступора и комы. Blue Caterpillar: dimcuslongus: November 19 th, 2007. UPD2 Русский перевод, 1986, pdf, всего 67 Mb.

http://www.ni.com

Ричард Ланеси. Цифровая обработка сигналов. — М.: Бином-Пресс, 2006. — 656 с.

Патент на изобретение № 2464976 РФ от 13.10.2011. «Способ лечения пациентов в вегетативном состоянии» / Кондратьев А.Н., Кондратьева Е.А. и др.

Шарова Е.В. Современные возможности ЭЭГ в анализе функциональных нарушений при тяжелых повреждениях головного мозга / Е.В. Шарова // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. — 2009. — Т. 5, № 1–2. — С. 49-58.

Андронова И.А., Черний Т.В., Назаренко К.В., Черний В.И., Андронова М.А. Возможности количественной ЭЭГ в исследовании нейромедиаторных систем ЦНС при острой и хронической церебральной недостаточности // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Нейрохимические механизмы формирования адаптивных и патологических состояний мозга, 24–26 июня 2014 г., Санкт-Петербург — Колтуши. — С. 17.

Ахметова Е.Р. Электроэнцефалографический анализ взаимодействия глутамат- и холинергической систем мозга: Автореф. дис... канд. биол. наук: спец. 03.00.13 «Физиология» / Е.Р. Ахметова. — Пущино, 2000. — 99 с.

Острова Т.В., Черній В.І., Шевченко А.І. Алгоритм діагностики реактивності ЦНС методами штучного інтелекту. — Д.: Наука і освіта, 2004. — 180 с.

Беленичев И.Ф., Черний В.И. и др. Нейропротекция и нейропластичность. — К.: Логос, 2015. — 512 с.

Лях Ю.Е., Гурьянов В.Г., Хоменко В.Н., Панченко О.А. Основы компьютерной биостатистики: анализ информации в биологии, медицине и фармации статистическим пакетом MedStst. — Д.: Папакица Е.К., 2006. — 214 с.

МРТ-ЭЭГ-исследование реакций мозга здорового человека на функциональные нагрузки / Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Шарова Е.В. и др. // Физиология человека. — 2009. — Т. 35, № 3. — С. 20-30.

Межцентральные отношения ЭЭГ как отражение системной организации мозга человека в норме и патологии / Г.Н. Болдырева, Л.А. Жаворонкова, Е.В. Шарова и др. // Журн. высшей нервной деятельности. — 2003. — Т. 53, № 6. — С. 1093-1099.

Laureys S. Neurophysiology of minimal conscious and vegetative state/unresponsive wakefulness syndrome / Laureys S. // Clinical Neurophysiology. — 2011. — V. 122, № 1. — S5.

Черний В.И. Роль и место препарата Цитофлавин в комплексном лечении тяжелой черепно-мозговой травмы в остром периоде / Черний В.И., Андронова И.А., Городник Г.А., Назаренко К.В., Черний Т.В. // Журнал неврології ім. Б.М. Маньковського. — 2015. — Т. 3, № 3. — С. 15-27.

Добронравова И.С. Реорганизация электрической активности мозга человека при угнетении и восстановлении сознания (церебральная кома): Дис... д-ра биол. наук. — М., 1996. — 75 с.

Vegetative State and Minimally Conscious State: A Review of the Therapeutic Interventions / M. Georgiopoulos, P. Katsakiori, Z. Kefalopoulou et al. // Stereotact Funct Neurosurg. — 2010. — V. 88. — P. 199-207.

Нейрореаниматология. Выход из комы (терапия посткоматозных состояний) / Зайцев О.С., Царенко С.В. — М.: Литасс, 2012. — 120 с.




DOI: https://doi.org/10.22141/2224-0586.7.78.2016.86090

DB Error: Table './ojs_res/referrals' is marked as crashed and should be repaired