Конструирование натурального биологического корректора
В статье рассматриваются вопросы разработки и применения натурального биологического корректора НБК. Приведен анализ данных исследований, расчетов и математического моделирования рецептур.
Проведено исследование безопасности и качества НБК на примере бактерий различных групп.
Определен комплексный показатель качества продукта на основе квалиметрии применительно к пищевым добавкам.
БАД как самостоятельный продукт, наряду с использованием в профилактических целях, все чаще становится альтернативой фармакологическим средствам в лечении различных заболеваний [1-6].
В отличие от функциональных или обогащенных пищевых продуктов, в которых физиологически функциональные ингредиенты содержатся в количестве от 10 до 50% от их суточной потребности и употребление которых практически не имеет ограничений, БАД представляет собой концен- трированную форму физиологически активных веществ. В связи с этим применение БАД ограничивается определенными дозировками и длительностью курса приема.
Одной из наиболее интересных современных БАД для пищевых продуктов является разработанный нами натуральный биологический корректор (НБК). Особое место НБК среди БАД обусловлено уникальным сочетанием их физиологически активных и биотехнологических свойств.
Среди последних –способности, способность корректировать продукты, улучшать вкус и запах, проявлять влагосвязывающие и влагоудерживающие свойства, способность увеличивать растворимость, снижать вязкость, улучшать консистенцию, удлинять срок хранения, положительно влиять на качественные показатели и показатели безопасности продукта и многие другие показатели.
Многообразию биотехнологических свойств не уступает широкий спектр физиологической активности природных корректоров. Все это объясняет тот факт, что уже сегодня корректоры стали неотъемлемым рецептурным компонентом функциональных или обогащенных пищевых продуктов для детского, специализированного и массового питания.
Основным сырьем для промышленного получения НБК являются натуральные ингредиенты: лизоцимсодержащий белковый продукт, полученный из куриного яйца, растительное сырье (амарант), пектин шиповника, сухая молочная сыворотка, кальцийсодержащий продукт (кальцид).
Для реализации задачи оптимизации рецептуры композиционного НБК по совокупности свойств с учетом современных требований к питанию нами был выбран подход, который предполагает обеспечение химического состава продукта путем изменения соотношения ингредиентов рецептуры в заданных пределах.
Задача расчета оптимальной рецептуры была сформулирована следующим образом: известен перечень ингредиентов, допустимых для производства композиционного НБК, их характеристики (содержание влаги, белка, в том числе незаменимых аминокислот, жира, в том числе сумма насыщенных, моно- и полиненасыщенных жирных кислот, микро-, макроэлементов, витаминов), стоимость ингредиентов, а также размер партии.
Требовалось определить, в каких количествах целесообразно включать в рецептуру ингредиенты, чтобы при соблюдении требований к химическому составу готового продукта и содержанию отдельных ингредиентов обеспечить минимум (максимум) критериев оптимизации, с учетом биосочетаемости компонентов.
Из формулировки задачи были определены важнейшие этапы ее решения: выбор критериев, обоснование перечня ингредиентов, сбор их характеристик и обоснование ограничений на характеристики.
Целью оптимизации рецептур натурального биологического корректора НБК является получение продукта, сбалансированного по минеральному составу, биологической ценности, рекомендуемого для детей и взрослых с заболеваниями, вызванными кальциевой недостаточностью, желудочно-кишечными заболеваниями, анемией.
На основании теоретических исследований спроектированы варианты рецептур НБК, обладающих направленным действием и с учетом их совместимости с пищевыми продуктами.
Расчеты вариантов оптимальных рецептур при выбранном критерии оптимизации (целевой функции) и установленных ограничениях выполняли на компьютере по стандартной программе линейного программирования «Модифицированный симплекс метод». В результате математического моделирования рецептур установлено наиболее оптимальное соотношение между ингредиентами в рецептурах.
В результате решения задачи получено несколько вариантов модельных рецептур НБК, для которых определены ожидаемые значения показателей химического состава и стоимости готового продукта. Представленные рецептуры оптимизированы по аминокислотному скору, минеральному и витаминному составу. Изучен аминокислотный состав НБК, результаты которого показаны в таблице 1.
Таблица 1 – Аминокислотный состав натурального биологического корректора
Анализируя данные таблицы, можно сделать следующий вывод – белки НБК содержат полный набор незаменимых аминокислот, скор которых по лимитирующим аминокислотам, составляет не менее 82%.
Разработанные три варианта рецептур НБК изучены также по химическому составу, результаты которого отражены в таблицах 4, 5, 6. Анализ таблицы химического состава НБК показал, что минеральный состав 100 г.
НБК обеспечивает потребность в минеральных веществах от 30% суточной нормы до 100%. Так, минеральный состав НБК-1 обеспечивает практически 100% потребность организма в фосфоре, на 60% – в кальции, магнии.
Высокое содержание указанных минеральных веществ позволит восполнить дефицит кальция и фосфора при поступлении его в организм с пищей. Наиболее насыщен по составу кальция, железа и магния НБК-2.
Наличие высокого содержания магния создает наиболее благоприятные условия для усвоения железа.
НБК-2 содержит также наиболее сбалансированный состав по соотношению кальция и фосфора 1:1, что способствует наилучшему усвоению организмом кальция.
Витаминный состав всех трех вариантов НБК по отдельным видам жизненно важных витаминов на 50-60% удовлетворяет потребность в них организма.
Основываясь на анализе данных по соотношению незаменимых аминокислот, минеральных веществ и витаминов, из представленных трех вариантов НБК, предпочтение дано варианту НБК-2, по которому отобран в экспериментальных условиях оптимизированный НБК.
На основании разработанных моделей рецептур проведена выработка опытных партий НБК в экспериментальных условиях.
НБК изготавливали путем приготовления смеси компонентов в установленных соотношениях с последующей фасовкой, прессованием, дражированием и упаковкой.
Производство натурального биологического корректора не требует специального технологического оборудования. Биотехнология производства НБК заключается в следующем: прием и оценка качества сырья, технологическая обработка сырья и упаковка.
Таким образом, на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны научно обоснованные рецептуры и биотехнология производства нового вида пищевой добавки – натуральный биологический корректор (НБК), предназначенный для профилактики железодефицитной, кальциевой недостаточности и заболеваний желудочно-кишечного тракта, с возможным применением при производстве пищевых продуктов нового поколения.
Анализ опытного образца показал хорошее совпадение ожидаемых значений показателей качества с фактическим.
В результате проведенного анализа был обоснован выбор ингредиентов, входящих в состав рецептуры, с учетом современных представлений о питании с проведением моделирования рецептуры композиционного НБК.
Невысокая стоимость сырья позволяет сделать продукт пригодным для широкого применения и доступным для всех категорий населения.
Образцы НБК оценивали по органолептическим показателям с использованием 5-ти бальной системы. Преимуществом органолептической оценки как метода анализа качества продукции является возможность относительно быстрого и одновременного выявления комплекса таких свойств продукта, как внешний вид, цвет, аромат, вкус, консистенция и определили физико-химические показатели.
Разработанная биотехнология получения композиционного НБК позволяет достигать высокого уровня его качества (таблица 2).
Таблица 2 – Показатели безопасности и качества НБК
По результатам дегустации органолептические показатели опытной партии композиционного НБК соответствуют требованиям, предъявляемым к пищевым продуктам. Пониженное содержание согласуется с более низкими кислотными числами разработанной НБК и определяет, наряду с прочими факторами, ее большую стабильность к окислительной порче и к другим негативным процессам, происходящим при хранении.
Комплексный показатель качества определяли усовершенствованным методом квалиметрии применительно к пищевым добавкам.
Наиболее объективно, на наш взгляд, качество продукта должно быть представлено совокупностью потребительских свойств, которые характеризуются органолептическими показателями, его пищевой и биологической ценностью, а также рядом физико- химических, микробиологических и других показателей, оказывающих существенное влияние на формирование и сохранение основных свойств продукта.
Литература
- Тутельян В.А., Суханов Б.П., Булаев В.М. К вопросу о безопасности биологически активных добавок к пище растительного происхождения // Материалы VII Международного Съезда «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения». – 3-5 июля 2003 г. – Санкт-Петербург. – С. 469-471.
- Богатырев А.Н., Рогов И.А. Комбинированные продукты и перспективы создания новых композиций // Пищевая и перерабатывающая промышленность. – 1985. – № – С. 50-52.
- Кочеткова А.А. Пищевые ингредиенты и эволюция продуктов питания // Сб. докл. 7-го Межд. Форума «Пищевые ингредиенты ХХI века». – М., 2006. – С. 43-47.
- Свергуненко С.Л., Куликов А.Н., Литвиненко В.И. Перспективы использования растительных экстрактов в пищевой промышленности // Пища. Экология. Человек: Доклады IV международной научно-технической конференции. – М.: МГУПК, 2001. – С. 173-177.
- Попов, Н.П. Система европейского законодательства по безопасности пищевой продукции // Пищевая промышленность. – 2004. – № 1. – С. 22-27.
- Гавриленков А.М. Экологическая безопасность пищевых производств: Учеб. пособие для студентов вузов / А.М. Гавриленков, С.С. Зарцына, С.Б. Зуева. – СПб.: ГИОРД, – 272 с.
Фамилия автора: Н.И. Матвеева, С.Т. Абимульдина, К.С. Исаева,Л.М. Сарлыбаева
Источник: https://articlekz.com/article/13431
Roo Salus
ПодробностиКатегория: Статьи
Способность генерировать электрические потенциалы – одно из наиболее удивительных свойств биологических систем.
Биоэлектрические Потенциалы (БЭП) – электрические потенциалы в тканях и клетках живых организмов.
Отражают способность клеток и тканей быть источниками электрического тока и выступать в качестве так называемых электрических проводников второго рода с неоднородной структурой (в отличие от металлов, являющихся электрическими проводниками первого рода с однородной структурой).
Мембраны клетки – ключевой элемент в генерации электрических импульсов, осуществлении межклеточных контактов, преобразовании и запасании в форме АТФ энергии света и окислительно-восстановительных реакций, а также в регуляции процессов секреции, повреждения и старения клетки.
Мембранные рецепторы обеспечивают восприятие света, химических медиаторов, механических стимулов, температуры, электрического поля и др.
Электрическая активность биологических объектов – это очень важная функция, которая играет существенную и весьма универсальную роль в жизнедеятельности организмов.
Основные функции БЭП в организме
Энергетическая роль биоэлектрических потенциалов.
Существенное значение имеет электрическая полярность на мембране и для осуществления активного транспорта веществ через мембрану с помощью особых веществ-переносчиков, передвижения воды под влиянием электрического поля.
Регуляторная роль биоэлектрических потенциалов.
Изменения разности потенциалов на мембране под действием тех или иных факторов оказывают влияние на работу таких мембранных белков, как ферменты, рецепторы, каналы, переносчики веществ и т.д. Благодаря этому может осуществляться регуляторная роль БЭП в функциональной активности клетки.
Информационная роль биоэлектрических потенциалов.
Наибольшего совершенства их информационная роль достигла в нервных волокнах. Возникающие в них под влиянием различных внешних стимулов БЭП распространяются с высокой скоростью (дс 100 м/сек) и обеспечивают передачу информации от одной части организма к другой.
Изменение общего электрического заряда организма приводит к:
- изменению кислотно-щелочного баланса (рН) внутренней среды (от которого зависит протекание всех важнейших жизненных процессов в организме, активность ферментов и т. п.), что вызывает в организме серьезные проблемы со здоровьем;
- нарушению капиллярного кровообращения, которое во многом происходит за счет того, что красные кровяные тельца, имея электрический заряд, отталкиваются друг от друга и за счет этого движутся по капиллярам;
- ухудшению работы генетического аппарата, чем больше электрический потенциал на мембране клетки, тем лучше и сильнее работает генетический аппарат внутри клетки, а это активирует специальные аминокислоты, ферменты, которые осуществляют биосинтетические процессы в клетках и во всем организме;
- ухудшению транспорта через мембрану клетки других веществ (при всасывании питательных веществ в кишечнике, реабсорбции веществ в канальцах нефрона и др. энергозависимых процессах);
- нарушению ритмов основных физиологических процессов, например, за счет резкого преобладания механизмов возбуждения или торможения в центральной нервной системе и изменения корковоподкорковых взаимодействий;
- нарушению невральной активности т.е. передаче электрических сигналов от органов чувств в головной мозг и передаче электрических сигналов от мозга к исполнительным системам, конечностям, внутренним органам и т.д.;
- нарушению мышечной активности, например, ритмических сокращений сердечной мышцы.
Причины изменения электрического заряда организма:
- любой патологический процесс (травма, воспаление);
- внешние полевые и излучающие воздействия;
- хронологическое и фотостарение;
- нарушение пищевого статуса по микро- и макроэлементам , липидам и др. биологически активным веществам.
В нормальном физиологическом состоянии организма поддерживается относительная синхронизация различных колебательных (волновых) процессов, в то время как при патологических состояниях наблюдаются нарушения колебательной гармонии.
Источник: http://roosalus.ru/articles/97-generatory-bioelektricheskikh-signalov
Регистрация зрительных вызванных потенциалов
Регистрация зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) – 3 000 руб.
30 – 60 минут
(продолжительность процедуры)
Врач с помощью подачи специальных стимулов проверяет работоспособность зрения и регистрирует ответы, поступающие от коры головного мозга. На пациента надевают специальные очки, на которые подают вспышки и изображения. Или пациент сидится перед монитором, на котором видит разноцветные мигающие клетки – это называется шахматный паттерн.
Особенности исследования
Регистрация зрительных вызванных потенциалов – это классическое исследование при диагностике некоторых специфических заболеваний нервной системы. На данный момент регистрация ЗВП входит в список рекомендуемых процедур в рамках комплексной диагностики рассеянного склероза и других заболеваний, связанных с явлением демиелинизации.
Еще одно серьезное преимущество обследования – возможность оценить состояние зрения у детей (начиная с трехмесячного возраста). Благодаря тому, что процедура полностью безболезненная и не вызывает неприятных ощущений, дети легко переносят исследование.
От ребенка требуется неподвижность, поэтому при обследовании новорожденных и грудных малышей требуется дождаться сна.
Наибольшую эффективность метод ЗВП показывает при диагностике наследственных и врожденных аномалий, которые могут вызывать вопросы при проведении стандартного офтальмологического обследования.
Показания
- Диагностика демиелинизирующих заболеваний (в частности, рассеянного склероза).
- Диагностика врожденных аномалий зрения.
- Подозрение на болезнь зрительных нервов.
- Для оценки уровня функционального поражения зрительных нервов.
- Для дифференциации заболеваний, связанных с физическим поражением оптического аппарата от заболеваний, связанных с поражением нервного волокна.
- В рамках комплексной диагностики при опухолях мозга, невритах, нейроинфекциях.
- При атрофии зрительного нерва.
- Наличие нехарактерных для конкретного заболевания жалоб на работу органов зрения.
Как проходит процедура
Регистрация ЗВП относится к категории неинвазивных процедур. Это значит, что не потребуется проникновения в организм или повреждения кожных покровов. Поэтому беспокоиться не о чем.
Сначала специалист накладывает электроды в соответствии с выбранной схемой – обычно в районе мочек ушей и на голове. Затем начнется непосредственно исследование, в ходе которого нужно следовать инструкциям врача.
Обычно пациента просят по очереди закрывать глаза с помощью специального приспособления – для каждого глаза проводится свое исследование.
По окончании регистрации ЗВП врач производит с помощью специальной программы обработку полученных данных.
Для качественного лечения потребуется комплексная диагностика – поэтому ЗВП нередко сочетают с другими исследованиями вызванных потенциалов. Так, при поражении головного мозга целесообразно провести ряд других мероприятий для выяснения области и степени поражения.
Если есть возможность, после исследования необходимо получить консультацию профильного специалиста. Совместно с исследованием рекомендуются следующие диагностические офтальмологические процедуры:
- Периметрия – оценка полей зрения.
- Измерение внутриглазного давления – важно для исключения глаукомы.
- Осмотр сетчатки.
Только комплексный подход позволяет поставить правильный диагноз.
Смирнова Наталья Валерьевна
Специалист по лечению боли, невролог
Стаж 5 лет
Запишитесь на прием через заявку или по телефону +7 (495) 788-33-88
Источник: https://www.celt.ru/diagnostika/funkcionalnaya-diagnostika/uslugi/zvp/
Устройство-корректор функционального состояния организма человека
Предлагаемое устройство для коррекции функционального состояния человека относится к области медицины и может быть использовано для коррекции функционального состояния человека с более лучшими условиями эксплуатации и с более лучшими функциональными возможностями.
Устройство для коррекции функционального состояния содержит датчик биологических параметров человека, выполненный в виде усилителя биоэлектрических потенциалов сердца человека и аналого-цифрового преобразователя, подсоединенного своим входом к выходу усилителя биоэлектрических потенциалов сердца человека, узла ввода команд, узла отображения информации и контроллер, подсоединенный своими соответствующими входами к выходам датчика биологических параметров человека и узла ввода команд, а своим выходом к входу узла отображения информации. Технический результат, достигаемый предлагаемым устройством для коррекции функционального состояния человека, заключается в улучшении условий эксплуатации и в расширении арсенала технических средств.
Предлагаемое техническое решение относится к области медицины и может быть использовано для коррекции функционального состояния человека с более лучшими условиями эксплуатации и с более лучшими функциональными возможностями.
Аналогичные технические решения известны см., например, описание изобретения к патенту Российской Федерации2349256, которое содержит следующую совокупность существенных признаков:
– датчик пульса;
– усилитель сигналов пульса, подсоединенный своим входом к выходу датчика пульса;
– датчик частоты дыхания;
– усилитель сигналов частоты дыхания, подсоединенный своим входом к выходу датчика частоты дыхания;
– цифровой сигнальный контроллер, подсоединенный своим первым входом к выходу усилителя сигналов пульса и своим вторым входом к выходу усилителя сигналов частоты дыхания;
– управляющий микроконтроллер, подсоединенный своими первым входом и первым выходом к первому выходу и к первому входу цифрового сигнального контроллера соответственно;
– блок памяти данных, подсоединенный своими первым входом и первым выходом к второму выходу и к второму входу цифрового сигнального контроллера соответственно;
– узел ввода команд (управляющие клавиши), подсоединенный своим выходом к третьему входу управляющего микроконтроллера;
– приемопередатчик, подсоединенный своими первым входом и вторым выходом к третьему выходу и к четвертому входу управляющего микроконтроллера соответственно;
– жидкокристаллический дисплей, подсоединенный своими первым входом и первым выходом к четвертому выходу и к пятому входу управляющего микроконтроллера соответственно.
Общими признаками предлагаемого технического решения и охарактеризованного технического решения являются:
– датчик биологических параметров человека;
– контроллер;
– узел ввода команд, подсоединенный своим выходом к соответствующему входу контроллера;
– жидкокристаллический дисплей, подсоединенный своим входом к соответствующему выходу контроллера.
Известно также аналогичное техническое решение, см. описание изобретения к патенту Российской Федерации2192910, которое выбрано в качестве ближайшего аналога, прототипа и которое содержит следующую совокупность существенных признаков:
– датчик биологических параметров человека;
– контроллер, подсоединенный своим первым входом через узел гальванической развязки к выходу датчика биологических параметров человека;
– узел ввода команд, подсоединенный своим выходом к второму входу контроллера;
– узел отображения информации, подсоединенный своим входом к выходу контроллера.
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются:
– датчик биологических параметров человека;
– контроллер, подсоединенный своим первым входом к выходу датчика биологических параметров человека;
– узел ввода команд, подсоединенный своим выходом к второму входу контроллера;
– узел отображения, подсоединенный своим входом к выходу контроллера.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из охарактеризованных технических решений, заключается в улучшении условий эксплуатации предлагаемого устройства для коррекции функционального состояния человека и расширении арсенала технических средств реализующих свое назначение в виде полезной модели «Устройство для коррекции функционального состояния человека».
Причиной невозможного достижения указанного технического результата является то, что при коррекции функционального состояния человека, рекомендуемый текст произносился вслух и неоднократно, например, лечащим врачом, который при этом еще и постоянно контролировал весь процесс корректировки функционального состояния человека, а использование порознь или совместно, при корректировке функционального состояния человека, только датчиков пульса, частоты дыхания, температуры кожного покрова человека не способствует расширению арсенала технических средств.
Учитывая характеристику и анализ известных охарактеризованных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача по созданию средств для корректировки функционального состояния человека, с более лучшими функциональными возможностями, связанными с более лучшими условиями эксплуатации и обеспечивающими при этом расширение арсенала технических средств является актуальной на сегодняшний день.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для коррекции функционального состояния человека, содержащем датчик биологических параметров человека, контроллер, подсоединенный своим первым входом к выходу датчика биологических параметров человека, узел ввода команд, подсоединенный своим выходом к второму входу контроллера и узел отображения информации, подсоединенный своим входом к выходу контролера, при этом в заявляемой полезной модели датчик биологических параметров человека выполнен в виде усилителя биоэлектрических потенциалов сердца человека и аналого-цифрового преобразователя, подсоединенного своим входом к выходу усилителя биоэлектрических потенциалов сердца.
Выполнение датчика биологических параметров человека, как указано ранее, позволяет, в процессе непрерывно измеряемых биоэлектрических потенциалов сердца человека, их усиления, преобразования в цифровые коды и их поступления на соответствующий вход контроллера, в соответствии с программой записанной в постоянном запоминающем устройстве в контроллере, осуществить деление сердечного цикла человека на субфазы, измерить их длительности и занести их результаты в постоянное запоминающее устройство в контроллер, а в соответствии с сигналами, поступившими на соответствующий вход контроллера с выхода узла ввода команд и в соответствии с соответствующей программой записанной в постоянно запоминающем устройстве контроллера, осуществить их сравнения с эталонными значениями длительностей субфаз биоэлектрических потенциалов сердца человека, заранее занесенными в постоянное запоминающее устройство в контроллер, получить их разность, преобразовать ее в аналоговый сигнал и отобразить его на соответствующем участке экрана узла отображения информации, например, в виде цветка на соответствующем участке экрана узла отображения информации, бутон которого закрыт или распускается и, одновременно с этим, отобразить на соответствующем участке экрана узла отображения информации следующий рекомендуемый к выполнению человеком текст, способствующий необходимой коррекции функционального состояния человека, например: – при появлении изображения бутона цветка в закрытом состоянии, приступить к медленному и глубокому дыханию до раскрытия бутона цветка, появление которого свидетельствует о коррекции функционального состояния человека с более лучшими условиями эксплуатации, т.к. рекомендуемый текст для коррекции функционального состояния человека отображается на соответствующем участке экрана узла отображения информации и каждое изменение функционального состояния человека отображается в динамике в виде изменения степени раскрытия или закрытия бутона цветка, а использование биоэлектрических потенциалов сердца человека для коррекции функционального состояния человека обеспечивает более расширенный арсенал технических средств. В чем и проявляется достижение указанного технического результата.
Предлагаемое устройство для коррекции функционального состояния человека поясняется следующим описанием и чертежом, на котором представлена функциональная схема предлагаемого устройства и которое содержит:
– датчик – 1 биологических параметров человека, выполненный в виде усилителя – 2 биоэлектрических потенциалов сердца человека с электродами – 3; 4, подсоединенными одними своими концами к соответствующим входам – 5; 6 усилителя – 2 биоэлектрических потенциалов сердца человека и аналого-цифрового преобразователя – 7, подсоединенного своим входом к выходу усилителя – 2 биоэлектрических потенциалов сердца человека, при этом выход аналого-цифрового преобразователя – 7 является выходом датчика – 1 биоэлектрических параметров человека;
– контроллер – 8, выполненный в виде арифметического логического устройства (АЛУ) – 9, генератора – 10, подсоединенного своим выходом к первому входу АЛУ – 9, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) – 11, подсоединенного своим выходом к второму входу АЛУ – 9 и своим входом к первому выходу АЛУ – 9 и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) – 12, подсоединенного своим выходом к третьему входу АЛУ – 9 и своим входом к второму выходу АЛУ – 9, при этом четвертый вход АЛУ – 9 является первым входом контроллера – 8, подсоединенным к выходу датчика – 1 биологических параметров человека;
– узел – 13 ввода команд, подсоединенный своим выходом ко второму входу контроллера – 8 (пятый вход АЛУ – 9);
– узел – 14 отображения информации, подсоединенный своим входом к первому выходу контроллера – 8 (третий выход АЛУ – 9).
Все узлы и элементы, используемые в функциональной схеме, предлагаемого устройства для коррекции функционального состояния человека широко известны и опубликованы в технической литературе и в справочниках по автоматике и вычислительной технике.
Предлагаемое устройство для корректировки функционального состояния человека работает следующим образом.
Закрепляют на запястьях рук электроды – 3; 4 и осуществляют непрерывное измерение датчиком – 1 электрических потенциалов сердца человека.
Электрические потенциалы сердца человека поступают на входы – 5; 6 усилителя – 2 биоэлектрических потенциалов сердца человека, выход которого соединен со входом аналогово-цифрового преобразователя – 7. Цифровые коды с выхода аналогово-цифрового преобразователя – 7 поступают на первый вход контроллера – 8.
В соответствии с программой, записанной в ПЗУ – 11 в контроллере – 8, АЛУ – 9 делит сердечный цикл биоэлектрических потенциалов сердца человека на субфазы, измеряет их длительности и помещает результаты в ОЗУ – 12.
В соответствии с сигналами, поступившими на второй вход контроллера – 8 с выхода узла – 13 ввода команд и в соответствии с программой записанной в ПЗУ – 11 в контроллере – 8, а также в соответствии с длительностями субфаз, вычисленными АЛУ – 9 и записанными в ОЗУ – 12 осуществляется их сравнение с эталонными значениями длительностей субфаз, заранее занесенными в ПЗУ – 11 в контроллере – 8, с целью получить их разности, преобразовать разности в аналоговый сигнал, подать его с первого выхода контроллера – 8 на вход узла – 14 отображения информации и отобразить его на соответствующем участке экрана узла – 4 отображения информации, например, в виде бутона цветка на экране узла – 14 отображения информации, бутон которого закрыт или распускается и одновременно с этим сформировать и отобразить на соответствующем участке экрана узла – 14 отображения следующий рекомендуемый к выполнению человеком текст, способствующий необходимой коррекции функционального состояния человека, например:
– при появлении изображения бутона цветка в закрытом состоянии, приступить к медленному и глубокому дыханию до раскрытия бутона цветка, появление которого свидетельствует о коррекции функционального состояния человека с более лучшими условиями эксплуатации, так как рекомендуемый текст для коррекции функционального состояния человека отображается на соответствующем участке экрана узла – 14 отображения информации и каждое изменение функционального состояния человека отображается в динамике в виде степени раскрытия или закрытия бутона цветка.
Для стабилизации, фиксации и поддержания постоянного функционального состояния человека и для обеспечения благоприятной и нормальной жизнедеятельности организма человека, сеансы, обеспечивающие коррекцию функционального состояния человека, проводятся по мере необходимости и неоднократно.
Таким образом, предлагаемое устройство для коррекции функционального состояния человека обеспечивает более лучшие условия эксплуатации и более лучшие функциональные возможности, за счет высвечивания рекомендуемого текста для коррекции функционального состояния человека, на соответствующем участке экрана узла отображения информации, при непосредственном, визуальном контроле за процессом коррекции своего функционального состояния. Поэтому предлагаемое устройство для коррекции функционального состояния человека займет достойное место среди известных объектов аналогичного назначения.
Устройство для коррекции функционального состояния человека, содержащее датчик биологических параметров человека, контроллер, подсоединенный своим первым входом к выходу датчика биологических параметров человека, узел ввода команд, подсоединенный своим выходом к второму входу контроллера и узел отображения информации, подсоединенный своим входом к выходу контроллера, отличающееся тем, что датчик биологических параметров человека выполнен в виде усилителя биоэлектрических потенциалов сердца человека и аналого-цифрового преобразователя, подсоединенного своим входом к входу усилителя биоэлектрических потенциалов сердца человека.
Источник: http://poleznayamodel.ru/model/13/132329.html
Вызванные потенциалы головного мозга: основы и интерпритация
Мозг – святая святых организма. Его работа протекает в сфере сверхслабых электрических разрядов и сверхбыстрых импульсов.
Поэтому многие приемы современной диагностики недостаточны для того, чтобы понять, что же там происходит.
Метод вызванных потенциалов сделал доступной диагностику многих болезней центральной нервной системы.
Сущность метода и возможности его применения
Вызванный потенциал – электрический сигнал, которым нервные клетки отвечают на внешний раздражитель или на выполнение мыслительной задачи.
В 1929 году ХансБергер из Германии обратил внимание на биоэлектрическую активность мозга: при передаче электрического импульса от одного нейрона к другому возникают слабые электрические волны, их способен зафиксировать прибор электроэнцефалограф.
На электроэнцефалограмме отражается общая биоэлектрическая активность мозговой деятельности. Выделить из неё реакцию на внешнее раздражение какого-либо отдельного анализатора зрительного или слухового в то время было невозможно, так как биополе вызванного потенциала (от 0.5 до 15 мкВ) в десятки и сотни раз слабее общей активности мозга (20 — 50мкВ).
Лишь в середине ХХ века появился прибор, позволяющий выделить слабые амплитуды колебаний вызванного потенциала из общей амплитуды мозговой активности. Это происходит методом суммации: раздражение, стимулирующее изучаемый потенциал повторяется от 100 до 1000 раз с точными временными интервалами.
Компьютер суммирует только те отрезки энцефалограммы (ЭЭГ), которые следуют сразу за сенсорным раздражением. Если общая амплитуда в течение этого времени может увеличиваться и уменьшаться, принимать положительные и отрицательные значения и в сумме стремиться к нулю, то вызванный потенциал имеет одну и ту же форму ответа и накапливается в зависимости от числа поданных стимулов.
Чем больше стимулирующих внешних воздействий, тем меньше « уровень шума» общей активности. Вызванный потенциал с высокой собственной амплитудой достаточно чисто выделяется с помощью 50 – 60 повторов, а слабый ответ на раздражитель требует для своего выделения более 500 повторов.
Для применения метода вызванных потенциалов необходима такая аппаратура:
- генератор стимулов устройство из электродов на голове;
- усилитель биоэлектрических импульсов
- аналого-цифровой преобразователь;
- компьютер для обработки данных;
- принтер для распечатки.
Свойства вызванных потенциалов
Необходимые понятия для расшифровки и интерпретации результатов:
- Латентность – время от начала раздражения до максимального значения ответного импульса. Коротко-латентные ВП (меньше 0.050 сек); средне-латентные (0.050 – 0.1 сек.); длинно-латентные (дольше 0.1 сек.).
- Амплитуда колебания – размах колебания от максимального до минимального значения.
- Полярность. На одно и то же раздражение симметричные отделы головного мозга могут ответить диаметрально противоположно.
- Послезаряд – время затухания ответного импульса. Наступает через 0.3 сек после подачи раздражения и длится от 0.5 сек до 1 сек).
Сенсорные вызванные потенциалы разделяются на зрительные, стволовые слуховые, соматосенсорные, моторные. Исследования каждого из них позволяют диагностировать многообразие заболеваний нервной системы.
Основы основ:
Применение метода ВП
Диагностика заболеваний основана на сравнении характеристик вызванных потенциалов здоровых людей с полученными данными при исследовании больных тем или иным расстройством нервной системы.
Так диагностируются:
Также проводится исследование психофизической деятельности людей, особенности их поведения, изучение и корреляция познавательной деятельности.
Реакция органов зрения
Вызванные зрительные потенциалы – биоэлектрические импульсы мозга в ответ на раздражение органов зрения. Они исследуют зрение на всем пути от сетчатки до центров в коре головного мозга, находящихся в затылочной части, и могут установить место и характер его повреждения.
Зрительно вызванные потенциалы (ЗВП) используют зрительный анализатор для оценки работы нервной системы. Они предполагают, что больной в состоянии фокусировать зрение, удерживать взгляд в одной точке.
Если у пациента есть травма глаза, зрительного нерва, нарушены мыслительные способности, метод ЗВП применять не рекомендуется. В большинстве случаев стимуляцию дают на один глаз, используют светодиодные очки.
Исследование методом ЗВП проводится двумя способами:
-
Реакция на вспышку света. Исследование проводится для пациентов, которые не могут зафиксировать взор или вообще плохо видят; метод используют для ранней диагностики нарушений зрения у новорождённых. Вспышки стимулируют с помощью матрицы в светодиодных очках; они подаются монокулярно. Пациент находится в изолированном от света и звука помещении, глаза его закрыты. Работающие электроды подсоединяют на затылочной области, опорными электродами обычно бывают ушные или лобные. Для получения удовлетворительной картины вызванных потенциалов достаточно провести от 50 до 100 стимулирований.
Ответом на внешний раздражитель будет череда колебаний – позитивных и негативных – с одинаковой латентностью.
- Реакция на смену шахматного паттерна. Испытуемые наблюдает частую смену клеток – черных и белых. Крупными клетками стимулируется периферическое зрение, мелкие клетки мобилизуют центральное. Чтобы выделить вызванные потенциалы, необходимо сделать 100 – 200 внешних раздражений.
Интерпретация результатов
Для анализа берутся значения: N75; P10; N145. Индекс N означает самый низкий уровень (пик) импульса; P – самый высокий. Цифры 75, 100, 145 означают латентность (длительность) каждого пика.
При всех патологиях нервной системы в этих точках наблюдается:
- увеличение латентности (из-за нарушения скорости прохода импульсов по зрительным нервам;
- нарушение симметрии, когда показания с правого и левого глаза отличаются (из-за поражения участка коры мозга);
- изменение амплитуды, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Особенно важен для правильного диагноза показатель Р100.
Очень важны ЗВП в диагностике рассеянного склероза, эпилепсии, сотрясениях головного мозга, сахарного диабета, неврита, нарушений зрения и т.д.
Сами по себе результаты анализа ЗВП не могут дать 100-процентный диагноз болезни, необходимо использовать данные клинической картины.
Стволовые вызванные потенциалы на акустическую стимуляцию
Слуховые вызванные потенциалы — это ответ слухового нерва и участков головного мозга (его стволовой части) на слуховые раздражения.
Самыми распространенными во врачебной деятельности являются коротколатентные акустической стимуляцией вызванные потенциалы– КАСВП.
Звуковой сигнал на своем пути проходит 5 «станций» — отделов центральной нервной системы. Каждый из этих центров отвечает на раздражение амплитудой колебаний биоэлектрического поля с позитивными (Р) и негативными (N) пиками.
Всплески амплитуд производятся нервными центрами в таком порядке: I.слуховой нерв → II. кохлеарное ядро →III. олива →IV. латеральная петля →V.нижнее двухолмие и кора головного мозга.
Путь передачи сигнала слухового анализатора проходит по стволовому отделу головного мозга, который связан с жизненно важными функциями организма и его познавательными возможностями. Поэтому КАСВП применяют при оценке состояния тяжелых больных, находящихся в коме, а также при оценке интеллектуальной деятельности человека.
Методика КАСВП состоит в использовании стимуляции короткими щелчками сначала на одно ухо, потом на другое. Длительность звука – 0.1 миллисекунды, частота – 10 щелчков в секунду.
Для фиксации вызванного потенциала активный электрод помещают на темя, контрольный – на мочку уха, воспринимающего раздражитель, заземление – на противоположное ухо.
Для точного вывода КАСВП из общего фона ЭЭГ число стимулирующих сигналов должно быть около 3000 с двукратным усреднением. В результате получится график волнообразной функции с пятью положительными и отрицательными пиками.
Интерпретация результатов
Отсутствие волн или наличие только одной амплитуды вместо пяти говорит об угнетении жизненных центров и дает плохой прогноз для дальнейшей жизни.
Для инсульта характерны такие изменения графика:
- интервал между I, II и III пиками увеличен;
- амплитуда III стала меньше;
- изменились волны II, IV, V центров.
Рассеянный склероз и эпилепсия дают картину удлинения латентных периодов и изменения амплитуд.
Недавние исследования установили, что компонент III графика вызванных потенциалов слухового анализатора – Р300 (Р – обозначение положительного пика, 300 – латентный период) связан с познавательными вызванными потенциалами.
Уменьшение амплитуды Р300 и удлинение её латентного периода могут свидетельствовать о болезнях интеллектуальной сферы: шизофрения, слабоумие, аутизм, паркинсонизм, болезнь Альцгеймера.
Анализ слуховых вызванных потенциалов незаменим при поиске причин нарушений речи и слуха у детей, т.к. позволяют установить, на какой стадии передачи звукового сигнала происходит сбой: или это периферическое нарушение, или поражение ЦНС.
Вызванные потенциалы слухового анализатора включены в стандарт обследования младенцев на предмет ранней диагностики отклонений в развитии.
Если зрительные и слуховые вызванные потенциалы касались только отделов головного и мозга и его ствола, то соматосенсорные вызывают реакцию периферических отделов ЦНС.
Стимулирующий импульс на своем пути раздражает многие нервные центры и позволяет диагностировать их работу. Этот метод способен дать общую картину нарушений работы центральной нервной системы.
ССВП назначается для уточнения диагноза и степени тяжести заболевания; для контроля эффективности лечения; составления прогноза развития заболевания.
Для стимуляции выбирается чаще всего два нервных центра: на руке и на ноге:
- Срединный нерв на лучезапястном суставе, принимая импульс, передает его в точку над плечевым сплетением (здесь ставится 1-й регистрирующий электрод); далее следует точка над седьмым шейным позвонком (2-й электрод); лобная область; симметричные точки по обеим сторонам темени проецируют центры управления правой и левой рукой в коре головного мозга. Ответная реакция регистрируемых нервных центров на графике будет обозначена символами: N9 (отклик плечевого сплетения)→ N11 (шейный отдел спинного мозга) → N29 – P25 (кора головного мозга).
- Большеберцовый нерв на голеностопном суставе→поясничный отдел позвоночника →шейные отделы позвоночника →лобная часть →темя (проекция центра коры, управляющего нижними конечностями). Это 2-й путь ССВП.
Соответствующие реакции выделяются методом суммации и усреднения из общей картины ЭЭГ на основе 500 – 1000 электрических импульсов.
Снижение амплитуды компонентов ССВП указывает на патологию нервных центров в этом месте или ниже его уровня; увеличение латентного периода говорит о повреждении волокон нервов, передающих импульс (демиелинизирующий процесс), отсутствие реакции в коре головного мозга при наличии компонентов ССВП в периферических центрах нервной системы диагностирует смерть мозга.
В заключение надо заметить, что метод вызванных потенциалов в первую очередь должен работать для ранней диагностики детских болезней и отклонений в развитии, когда правильным лечением можно свести негативные явления к минимуму. Поэтому родителям полезно знать о его возможностях и взять на вооружение в борьбе за здоровье своих детей.
Читайте ещё
Источник: http://NeuroDoc.ru/diagnostika/instrumentalnaya/vyzvannye-potencialy.html
Биоэлектрические потенциалы
Биоэлектрические потенциалы (биотоки) — это электрические явления, наблюдаемые в живых клетках в покое и при физиологической деятельности.
Возникновение в живых клетках электрических потенциалов и обусловленных ими биотоков связано с физико-химическими свойствами клеточных мембран и компонентов цитоплазмы (аминокислот, белков, ионов).
Между наружной поверхностью клеточной мембраны и внутренним содержимым клетки существует всегда разность потенциалов, которая создается в силу различной концентрации ионов К+, Na+, Cl- внутри и вне клетки и различной проницаемости для них клеточной мембраны.
Эта разность потенциалов называется «током покоя», или мембранным потенциалом, и составляет в среднем 60—90 мВ.
При возбуждении живой клетки происходят изменения исходного мембранного потенциала за счет изменения проницаемости мембраны и перемещения ионов. В клетках возбудимых тканей (мышечной, нервной) эти процессы могут происходить в очень короткие интервалы времени (миллисекунды) и называются «током действия». Величина его может достигать 120 мВ.
Для отведения биотоков от отдельных клеток организма попользуют специальные стеклянные и металлические микроэлектроды, имеющие неизолированные кончики (1—2 мк). Регистрация биоэлектрических потенциалов осуществляется с помощью катодных осциллографов и различных чернильнопишущих устройств с использованием усилителей биопотенциалов. См.
также Электроэнцефалография, Электрокардиография, Электромиография, Электроретинография.
Биоэлектрические явления (биоэлектрические потенциалы, биотоки) — электрические процессы, характерные для живых тканей.
Биоэлектрические явления открыты Гальвани (A. L. Galvani) и Маттеуччи (С. Matteucci). Первые гипотезы о природе биоэлектрических явлений выдвинуты Дюбуа-Реймоном (Е. Du Bois-Reymond) и Германом (L. Hermann). В. Ю.
Чаговец разработал теорию биоэлектрических явлений на основе современной физической химии электролитов. Подробное изучение биоэлектрических явлений стало возможным лишь с созданием соответствующей измерительной аппаратуры (катодные и шлейфные осциллографы в сочетании с высокочувствительными электронными усилителями).
В настоящее время разработаны методы, позволяющие вводить электроды в глубь отдельных клеток живой ткани и регистрировать их электрическую активность.
Такие исследования показывают, что между наружной и внутренней поверхностями клеточной мембраны существует постоянная разность потенциалов, причем наружная поверхность по отношению к внутренней имеет положительный заряд.
Величина такой «трансмембранной» разности потенциалов составляет несколько десятков милливольт; она обозначается как «мембранный потенциал» или «потенциал покоя». Изменения потенциала покоя при различных функциональных состояниях клетки имеют названия: «потенциалы действия», «синаптические потенциалы», «генераторные потенциалы», «секреторные потенциалы» и т. д.
Основой постоянной электрической поляризации поверхностной мембраны клетки является неравномерное распределение неорганических ионов (в первую очередь калия, натрия и хлора) между протоплазмой клетки и ее средой.
В протоплазме клетки имеется значительный избыток ионов калия при сравнительно небольшом количестве ионов натрия и хлора (так называемая ионная асимметрия).
В покоящемся состоянии клетки распределение ионов стационарно и поддерживается при неодинаковой проницаемости клеточной мембраны к различным ионам деятельностью активных протоплазматических механизмов, откачивающих определенные ионы из клетки или, наоборот, втягивающих их внутрь нее,— так называемый калиево-натриевый «насос», или «помпа».
Подробно механизм деятельности этого «насоса» пока не выяснен, однако установлено, что он связан с источниками метаболической энергии клетки, особенно с системой расщепления макроэргич. фосфорных соединений. Ионы натрия и хлора оказывают влияние на потенциал покоя лишь при низких концентрациях ионов калия вне клетки.
Наиболее точное определение величины разности потенциалов, существующей на клеточной поверхности, может быть проведено микроэлектродным методом, когда один из отводящих электродов (стеклянная микропипетка с диаметром кончика менее 0,5 мк) введен внутрь клетки, а вторым электродом служит окружающая клетку ткань. У млекопитающих, например, потенциал покоя нервной клетки составляет 60—80 мВ, мышечного поперечнополосатого волокна — 80—90 мВ, сердечного — 90—95 мВ.
При возбуждении клетки изменяется ионная проницаемость ее поверхностной мембраны, вследствие чего появляются кратковременные перемещения ионов через мембрану. Эти ионные токи являются причиной изменений электрической поляризации мембраны клетки.
Механизм возникновения наиболее распространенной формы активной электрической реакции — потенциала действия, связанного с распространяющейся волной возбуждения,— можно представить следующим образом.
Необходимым условием возникновения распространяющегося возбуждения является снижение величины потенциала покоя (деполяризация) до определенной величины (истинный порог возбуждения клетки).
Механизм возбуждения деполяризацией мембраны универсален; такое возбуждение возникает не только при электрическом, но и при любых других видах раздражения, в том числе при адекватных раздражениях рецепторных окончаний.
Когда деполяризация достигает критического уровня (различного для разных типов клеток), стремительно развивается кратковременное повышение ионной проницаемости клеточной мембраны для таких ионов, которые в покоящемся состоянии с трудом проходят через мембрану.
Природа этих изменений неизвестна; установлено, что в большинстве случаев ионом, который начинает особенно легко проходить через клеточную поверхность, является натрий.
Положительные заряды ионов, движущихся внутрь клетки, не только полностью устраняют потенциал покоя, но даже на короткий момент так извращают трансмембранную разность потенциалов, что наружная поверхность мембраны становится отрицательной по отношению к внутренней ее стороне.
В итоге этих процессов на поверхности клетки создается продольная разность потенциалов — возбужденный ее участок оказывается отрицательно заряженным по отношению к невозбужденному.
Возникающие в связи с этим кольцевые электрические (ионные) токи между участком возбуждения и соседними невозбужденными участками («токи действия») являются причиной деполяризации невозбужденных участков до порогового уровня, что и обеспечивает распространение волны возбуждения по клетке.
Амплитуда потенциала действия и его длительность у нервной клетки млекопитающих соответственно составляют 100—110 мВ и 1—2 мсек, у поперечнополосатого мышечного волокна — 110—120 мВ и 3—5 мсек. Однако потенциал действия у сердечного мышечного волокна оказывается чрезвычайно длительным.
У каждой клетки амплитуда потенциала действия в нормальных условиях постоянна независимо от условий раздражения (правило «все или ничего»); однако если потенциал покоя по каким-либо причинам чрезвычайно снижен, то и амплитуда потенциала действия начинает уменьшаться либо генерация последнего оказывается совершенно невозможной («катодическая депрессия» или «инактивация»). После окончания основной «высоковольтной» части потенциала действия (пик) происходят дополнительные незначительные по амплитуде колебания электрической поляризации клеточной поверхности (так называемые следовые потенциалы). Выраженность их весьма варьирует у различных типов клеток.
В большинстве случаев сразу после пика развивается следовая деполяризация, сменяющаяся следовой гиперполяризацией, которая, например, в соме нервной клетки достигает 100 мсек.
Развитию процесса возбуждения соответствует и определенная теплопродукция, которая точно изучена на изолированном нерве и составляет в I стадии (начальное теплообразование) 7·10-8 кал на 1 г нерва на импульс, а во II стадии (отсроченное теплообразование) значительно превышает эту величину.
В большинстве случаев развитию потенциала действия предшествуют промежуточные формы электрической активности. Одной из таких форм является локальный (местный) потенциал, возникающий при околопороговых раздражениях и отличающийся от потенциала действия градуальной зависимостью от силы раздражения (т. е. от величины вызывающей его деполяризации клеточной мембраны).
В случае синаптической передачи возбуждения возникает особая форма локального потенциала — постсинаптический потенциал (ПСП), который также характеризуется градуальностью и способностью суммироваться с другими аналогичными потенциалами. ПСП является результатом специфической реакции постсинаптической мембраны клетки (т. е.
той части ее мембраны, к которой прилегают синаптические окончания аксонов других клеток) на действие выделяемого синаптическими окончаниями медиатора.
В зависимости от характера этого медиатора, а также, по-видимому, и от особенностей тех рецепторных группировок постсинаптической мембраны, которые с ним реагируют, ПСП могут выражаться изменениями электрической поляризации мембраны в различных направлениях.
В одних случаях мембрана деполяризуется; если деполяризация достигает порогового значения, то генерируется обычный потенциал действия.
Такие ПСП являются возбуждающими (ВПСП) и связаны с деятельностью особых возбуждающих синаптических окончаний.
В других случаях электрическая поляризация мембраны увеличивается, а возникновение потенциала действия соответственно затрудняется; такие ПСП оказываются тормозящими (ТПСП) и лежат в основе синаптического торможения.
При адекватном возбуждении нервных окончаний в рецепторах внешняя энергия трансформируется первоначально в градуальную деполяризацию их мембраны (генераторный потенциал), которая уже непосредственно приводит к развитию распространяющихся нервных импульсов, если раздражение достигает пороговой величины.
Особенности генераторных потенциалов хорошо изучены на механорецепторах, простейших фоторецепторах и др.
Секреторные процессы также связаны с возникновением на клеточной мембране железистой клетки градуальных секреторных потенциалов, которые могут иметь различные направление и длительность в зависимости от характера секреторной деятельности.
Биоэлектрические потенциалы отдельных клеток могут суммироваться в электрические реакции целой ткани или органа. Так как ткань является проводником электричества (второго рода), то эти реакции могут быть зарегистрированы даже при расположении отводящих электродов на некотором расстоянии от органа (например, на коже).
В нормальных условиях потенциал покоя клеток не обнаруживается в неповрежденной ткани, так как наружная поверхность каждой из них является изопотенциальной и имеет разность потенциалов только по отношению к внутреннему содержимому клетки.
Однако если участок ткани повредить, разрушив тем или иным образом оболочки части клеток, то этот «альтерированный» участок во всех случаях окажется отрицательно заряженным по отношению к неповрежденным участкам той же ткани.
Если достаточно большое количество клеток исследуемой ткани возбуждается одновременно и генерирует потенциалы действия или другие электрические реакции, то соответствующая электрическая реакция может быть зарегистрирована от целой ткани (нерва, мышцы, железы, участка мозга и т. д.).
Как при повреждении, так и при возбуждении амплитуда колебаний будет значительно меньше, чем на мембране отдельной клетки, в связи с шунтированием внеклеточных токов межклеточной жидкостью.
Во всех случаях электрод, соприкасающийся с возбужденным участком ткани, будет отрицательным по отношению к электроду, расположенному на невозбужденной части.
Если импульс возбуждения поочередно проходит под одним и другим отводящими электродами, то будет зарегистрирован двухфазный ток действия; если же второй электрод расположить так, чтобы волна возбуждения не могла его достичь, то зарегистрированное колебание окажется однофазным.
В неоднородной по клеточному составу ткани возникают более сложные типы электрических реакций, которые могут состоять из большого количества колебаний. Таким является, например, потенциал действия нервного ствола, содержащего волокна с различной скоростью проведения, если его отвести на некотором удалении от места раздражения, когда нервные импульсы в различных типах волокон уже успевают значительно разойтись во времени.
От очень сложных по структуре образований, например от ЦНС, электрические колебания отводятся все время, даже при отсутствии специальных раздражений.
Это связано с непрерывным поступлением импульсации от большого количества неконтролируемых источников, возможностью длительной циркуляции нервных импульсов по сложным цепям нейронов, а также генерацией ритмических импульсов нервными клетками под влиянием химических и других факторов.
Электрическая активность соответствующих участков мозга проявляется ритмическими колебаниями очень небольшой амплитуды (несколько десятков мкв), отражающими общее функциональное состояние нейронов в соответствующей области мозга (хотя механизмы появления ритмических колебаний потенциала и изменения ритма при различных функциональных состояниях мозга пока не ясны). Биотоки, отведенные от поверхности коры больших полушарий, получили название электроэнцефалограммы; их регистрируют и изучают для физиологических и клинических исследований деятельности головного мозга (см. Электроэнцефалография).
При раздражении различных сенсорных систем (рецепторы, афферентные нервы) в определенных областях мозга регистрируются характерные биоэлектрические ответы (так называемые вызванные потенциалы).
Они имеют четкую локализацию на различных уровнях ЦНС и отражают некоторые характерные параметры возбудимых систем (латентный период). Путем регистраций вызванных потенциалов изучают пути передачи сенсорных импульсаций и их кортикальные проекции (локализацию).
Широкое применение нашла регистрация суммарных электрических реакций сердечной мышцы (электрокардиография), скелетной мускулатуры (электромиография), сетчатой оболочки (электроретинография).
Источник: http://www.medical-enc.ru/2/biotoki.shtml
Загрузка...