Конкурентное вытеснение ноцицептивной информации из ЦНС

Принципиальная возможность конкурентного вытеснения ноцицегггивной информации из ЦНС стала очевидной из наших экспериментальных исследований. В этих исследованиях мы обнаружили, что между количеством информации во входном информационном потоке, будь он визуальный либо аудиогенный, и количеством информации в ЭЭГ существует прямая ли­нейная связь только до определенных значений интенсивности «на входе». При величине входного потока более 2, 5 бит/сек. происходит информационное насыщение и прекращается даль­нейший рост информации в ЭЭГ. При этом кривая ЭЭГ стано­вится похожей на «белый шум», а испытуемый начинает до­пускать ошибки при выполнении команд на поступающие сиг­налы. Это может быть связано либо с тем, что мозг человека уже не может переработать большее количество информации, либо с тем, что существуют задержки в сенсорной системе, и из-за большого латентного периода сигналы не могут посту­пать с большей частотой.

Мы провели исследование (10 человек), при котором вход­ные сигналы были попеременно то звуковой, то световой мо­дальности. Однако и в этом случае насыщение происходило при суммарной величине входного потока, равной 2, 5 бит/сек. Сле­довательно, поскольку по каждому каналу, и звуковому, и све­товому, информационный поток не превышал 1, 25 бит/сек., ос­тается справедливым первое предположение: лимитирующим яв­ляется ограничение в целом по объему информации, способной быть воспринятой ЦНС. Результаты проведенного исследования показывают, что звуковые и световые потоки информации на­ходятся в конкурентном соотношении при обработке их в ЦНС. Безошибочное восприятие акустического потока информации уменьшает правильную обработку зрительного потока информа­ции, и наоборот.

Можно предположить, что и ноцицептивная информация находится в таком же конкурентном соотношении со всеми другими видами существующих информационных потоков. В этом случае, при соблюдении определенных условий, можно ожидать конкурентное вытеснение информации о боли или ноцицептивных воздействиях потоками информации другой мо­дальности. И действительно, мы нашли в литературе описание исследований, посвященных эффекту аудиогенной анестезии, результаты которых можно интерпретировать как информаци­онное вытеснение боли.

R. Melzack, A.Z. Weisz, L.T. Sprague (1963) провели изу­чение эффекта аудиогенной аналгезии. С помощью холодового теста (погружение руки в ледяную воду) они вызывали глубо­кую боль. При этом звуковая стимуляция осуществлялась с помощью модифицированного генератора белого шума или набора магнитофонных лент со стереофонической музыкой, стереофонических наушников и коробки управления, которую обследуемый держал в свободной руке. У коробки управле­ния было две ручки для управления громкостью звука: одна для музыки, другая для шума. Тот же прибор генерировал и «плацебо-стимул». При этом переключатель препятствовал тому, чтобы музыка или шум доходили до испытуемого, вместо этого он слышал 60-герцовый гул малой интенсивности, который становился чуть громче при повороте ручки управле­ния громкостью.

Три группы испытуемых прошли по два контрольных об­следования (без звуковой стимуляции и внушения), чтобы оп­ределить, как долго они могут выносить боль, и два экспери­ментальных обследования, чередуя их со следующими усло­виями:

— обследуемые I группы подвергались сильной акустичес­кой стимуляции, но не получили четкого внушения о цели му­зыки и шума. Каждый обследуемый находился под действием музыки и шума максимальной громкости. Он должен был по­ворачивать ручку управления громкостью и шума, чтобы под­держивать постоянное соотношение между громкостью музы­ки и шума. Когда боль становилась невыносимой, он должен был сказать «стоп»;

— обследуемые II группы получали те же указания, но при этом им внушили, что стоматологи в стране установили, что сильное слуховое раздражение чрезвычайно эффективно облег­чает боль. Обследуемому сообщали, что «сильный шум пре­пятствует тому, чтобы боль достигла сознания»;

— обследуемым III группы предъявляли «плацебо-стимул» и делали сильное внушение. Им сообщали, что стоматологи установили, что ультразвук чрезвычайно эффективен в облег­чении боли, Поскольку он препятствует тому, чтобы боль до­ходила до сознания. Каждому из испытуемых сообщали, что он будет слышать низкочастотный гул (60 Гц), громкость ко­торого будет указывать на величину действующего ультра­звука. Ему советовали увеличивать громкость ультразвука по мере усиления боли, «Поскольку ультразвук большей силы дает большее облегчение, чем ультразвук небольшой силы».

Эксперимент дал четкие результаты. Сильное звуковое раз­дражение в сочетании с сильным внушением о том, что оно снимает боль (II группа), дало заметное увеличение длитель­ности толерантности к боли по сравнению с контрольными об­следованиями без раздражения. В отличие от этого, сильное аудиогенное раздражение без четкого внушения (I группа) или четкое внушение без акустического сопровождения (III группа) не увеличивали длительность толерантности к боли по сравне­нию с результатами, полученными в контрольной группе.

Особый интерес для понимания результатов проведенных наблюдений представляет то, как обследуемые применяли му­зыку и шум для «подавления» боли. Было ясно, что они не просто пассивно подвергались аудиогенной стимуляции слу­хового нерва, а концентрировали свое внимание на музыке, улавливая ее с помощью ручки управления громкостью звука, выбивая в такт ей дробь ногами, подпевая ей, т.е. активно от­водили свое внимание от неотвратимой, медленно усиливаю­щейся боли.

На основании проведенных исследований авторы сделали вывод о том, что термин «аудиогенная аналгезия» является не­правильным. Звуковое раздражение не вызывало аналгезии, а лишь служило средством для модуляции толерантности к боли.

Они также заключили, что «аудиогенная аналгезия» может оказаться эффективной в руках врачей, представляющих со­бой сильную личность, которые умеют убедительно внушить своим пациентам, что они не почувствуют никакой боли. Но оно будет неэффективно в руках тех, кто использует эти при­боры с робостью, или тех, кто просто надевает пациентам на­ушники и приступает к делу. Кроме того, врачи отмечают, что сама личность пациента также является важной переменной величиной. Поскольку разные люди имеют различную степень внушаемости, то в этой ситуации немаловажную роль играет взаимодействие между степенью внушаемости пациента и вли­янием личности врача.

Следует заметить, что вскоре это открытие было забыто, так как к каждому прибору для «аудиогенной аналгезии» тре­бовался врач, представляющий собой сильную личность.

В свете нашей информационной теории ясно, что для того, чтобы боль была вытеснена из ЦНС конкурентным способом, необходимы два условия:

— во-первых, чтобы присутствовал внешний поток инфор­мации максимальной величины;

— во-вторых, чтобы этот поток информации воспринимался ЦНС полностью.

Действительно, в I группе испытуемых был внешний поток информации (музыка и шум), однако эта информация не усва­ивалась так как члены группы не получили четкого внушения о цели музыки и шума.

В III группе информация могла бы усваиваться (члены группы получили четкое внушение о цели ультразвука), однако самой информации не было, так как известно, что синусоида, а именно таковой являлся низкочастотный гул, который долж­ны были воспринимать испытуемые III группы, несет минималь­ное количество информации.

И наконец, во II группе присутствовали оба условия: была информация (шум и музыка), и эта информация полностью вос­принималась, что подтверждалось тем, что, во-первых, члены группы получили четкое императивное внушение о цели музы­ки и шума, а во-вторых, тем, что они концентрировали свое внимание на музыке, регулируя звук с помощью ручки управ­ления громкостью, чыбивая в такт ей дробь ногами, подпевая и т.д. Понятно, что именно по этим причинам информационное вытеснение боли происходило только у членов II группы.

Кроме того, также становится понятным, почему для ус­пешной работы прибора «аудиогенной аналгезии» необходим врач, представляющий собой сильную личность. Он необходим для того, чтобы внушить и заставить пациента воспринимать звуковые сигналы как значимый поток информации, т.е. заста­вить пациента обращать активное внимание на звук.

Как было показано выше, колоссальные усилия были на­правлены на получение немедикаментозного компонента обез­боливания с помощью электроимпульсного воздействия при общей анестезии (Кузин М.И. с соавт., 1976, Сигаев В.В., 1972, Шлозников Б.М., 1979, Абрамов Ю.Б., 1971, Цибуляк В.Н., 1985, Бабкина Н.В., 1990, Острейков И.Ф. с соавт., 1995). Как пра­вило, в этих работах электрический ток пропускали через электроды, расположенные на коже головы. При этом иссле­дователи предполагали, что ток, взаимодействуя с определен­ными, но пока неизвестными структурами в ЦНС, будет вызы­вать аналгезию. И действительно, целый ряд сообщений под­тверждал этот факт. Однако в подтексте этих исследований отмечается также противоречивый характер получаемых данных. Существуют указания на отсутствие стабильных результатов. Обнаружено, что форма применяемых токов имеет важное зна­чение. Сообщали, что токи, имеющие вид чистой синусоиды, абсолютно неэффективны, поэтому, дабы избежать явления при­выкания, необходимы токи, имеющие сложную форму, переменную частоту и т.д. К сожалению, из-за отсутствия понима­ния механизмов обезболивания интерес к электроанестезии стал угасать раньше, чем бьсто проведено какое-либо глубокое изу­чение этого явления, такое, как в примере с «аудиогенной аналгезией» (R. Melzack, A.Z. Weisz, L.T. Sprague, 1963). Однако целый ряд косвенных данных показывает, что в тех случаях, когда применяли электроанестезию, результат был вызван по крайней мере не прямым действием электрического тока.

На это, например, указывают исследования (Петров О.В., Вагина М.А., 1988) с применением метода фильтрации ЭЭГ при действии на ЦНС электрических токов (Петров О.В., Вагина М.А., 1985), в которых показано, что электрическая стимуляция го­ловного мозга током вплоть до 50 мА аппаратами для электро­анестезии различных модификаций не меняет характера ЭЭГ. Скорее всего положительный результат от электроимпульсного воздействия наблюдали тогда, когда неконтролируемым образом выполнялись оба выше сформулированных требования.

Таким образам, анализ исследования аудиогенной анал­гезии, равно как и опыт электростимуляционного обезболи­вания, указывают на то, что в основе механизмов действия рассмотренных немедикаментозных методов обезболивания может быть заложен метод информационно-конкурентного вы­теснения боли.

Основное отличие этих методов друг от друга заключено в модальности носителя информации: в первом случае модаль­ность сигнала звуковая, во втором — соматосенсорная. Это отличие является принципиальным для технической реализации метода, но оно совершенно не важно с точки зрения механиз­ма обезболивания. Поэтому в принципе можно ожидать эффек­тивное обезболивание, основанное на конкурентном вытеснении информации из ЦНС, при использовании любой другой модальности входного сигнала.

Для того чтобы с уверенностью продемонстрировать спра­ведливость наших представлений, нами была проведена проверка этого предположения на примере информационного потока зри­тельной модальности.

Мы изучали реакцию ЦНС в ответ на болевое раздражение электрическим током. Для этого регистрировали болевые ВП. Предварительно нами была разработана и апробирована модель информационно-конкурентного обезболивания, для успеха кото­рой в ее основу было заложено одновременно выполнение двух условий, сформулированных выше:

— во-первых, присутствовал внешний поток информации максимально воспринимаемой величины;

— во-вторых, этому потоку был придан наивысший при­оритет.

Для этого испытуемого помещали в изолированную комна­ту перед экраном компьютера, на котором запускали захваты­вающую, с точки зрения самого испытуемого, информационную игру. Для приобретения необходимых навыков предвари­тельно проводился процесс обучения.

Были исследованы десять добровольцев, соматически и психически здоровых людей.

У каждого испытуемого ВП регистрировали подряд три раза при одной и той же силе раздражающего тока, равной индиви­дуальной величине порога болевой чувствительности. Первый раз — в спокойном состоянии, второй — при максимальной для данного испытуемого информационной загруженности по нашей модели, третий — снова в спокойном состоянии.

Анализ результатов исследования показал, что при макси­мальной информационной загруженности (вторая запись) происходит резкое уменьшение амплитуды ВП в среднем до 50±10% (за 100% принята амплитуда ВП при первой ре­гистрации). Это уменьшение является достоверным (р < 0, 05) по отношению как к первой, так и к последней (третьей) запи­си. Третья регистрация выявила, что амплитуда ВП восстанавливалась в среднем до 90±10%, что практически совпадает с ВП для первой записи и отличается от нее на величину, из­вестную как «явление привьпсания» (Кеванишвили З.Ш., 1979; Вагина М.А., 1994).

Заметим, что уменьшение амплитуды ВП у разных испыту­емых было различным и варьировало от 80 до 0%. При этом степень подавления ВП зависела от того, до какой максималь­ной величины информационной нагрузки удалось вовлечь ис­пытуемого.

Коэффициент корреляции между уменьшением ВП и сте­пенью информационного воздействия (выраженного в относи­тельных единицах) составил 0, 8 (р < 0, 05).

На рис. 20.2 представлена индивидуальная запись ВП, полученная при информационной загруженности пациента. Здесь, так же как и на рис. 20.1 (при фармакологическом обезболивании), ВП отсутствует полностью, хотя механизмы обезболивания в этих двух случаях различны.

Следует еще раз подчеркнуть, что ВП, зарегистрированный в ответ на болевое раздражение, может целиком исчезнуть в случае полной информационной загруженности пациента, что, очевидно, означает полную потерю болевого ощущения.

Субъективные оценки испытуемых, полученные в резуль­тате опроса после исследований, также подтверждают это за­ключение.

Рис. 20.2. Эффект уменьшения амплитуды болевого ВП при информационном воздействии на пациента

Таким образом, проведенное нами исследование показы­вает, что конкурентное вытеснение ноцицептивной информации является эффективным методом обезболивания и находит свое воплощение в различных инструментальных методах немеди­каментозной аналгезии.

Рекомендуемая литература:

Булаев В.М. Рецепторы опиатов и их лиганды //Итоги науки и техники.—1982.—Т. 13.—С. 101—144.

Вальдман А.В., Игнатов Ю.Д. Центральные механизмы боли.— Л.: Наука, 1976.

Вальдман А.В. Боль как эмоционально-стрессовая реакция и способы ее антиноцецептивной регуляции // Вестн. АМН СССР.— 1980—№9. С. 11—17.

Виноградов В.Л. Мониторинг информационной характеристи­ки ЭЭГ во время общей анестезии // Автореф. дисс.... канд. мед. наук.—М., 1996.

Денисенко П.П. Холинергические элементы в механизме боли и фармакотерапии боли. — В кн.: Фармакологические аспекты обезболивания.—Л. 1983.—С. 40—43.

Жоров И.С. Общее обезболивание.—М.: Медицина, 1964.

Кузин М.И., Сачков В.И., Сигаев В.В. и др. Теория и практика электроанестезии//Вестн. АМН СССР.—1976.—№ 11.—С. 12—18.

Машковский М.Д, Современные аналгетики и эндогенные ме­ханизмы боли и обезболивания//Вестн. АМН СССР. —1980.— № 9.— С. 52—57.

Мелзак Р. Загадка боли.—М., 1981.

Острейников И.Ф., Пивоваров С.А., Тамаэян О.В. Изменение гемодинамики и симпатоадреналовой системы во время комбиниро­ванной чрезкожной электростимудяции при малых оперативных вме­шательствах у детей // Анестезиология и реаниматология.—1995. — № 6.—С. 20—22.

Павлов И.П. Полн. собр. соч. 2-е изд.—М.; Л., 1951.—Кн. 1.— С. 199.

Папин А.А., Петров О.В., Вагина М.А., Зетилов В.Б., Какурин Ф.Ф. Влияние различных вариантов премедикации на вызван­ные потенциалы головного мозга // Анестезиология и реаниматоло­гия.—1982—№ 4—С. 3-4.

Папин А.А., Петров О.В., Какурин Ф.Ф., Вагина М.А., Зети­лов В.Б. Исследование аналгетического компонента премедикации методом тепловой сенсометрии // Анестезиология и реаниматоло­гия—1983—№ 1.—С. 18—20.

Петров О.В., Вагииа М.А. Энцефалограф: Авторское свидетель­ство на изобретение.—№1166788.—1985.

Петров О.В., Вагина М.А. Проблема изучения ЭЭГ при ЭАУ/ Анестезиология и реаниматология.—1988.—№ 4.—С. 75.

Ревенко С.В., Ермишкин В.В., Селектор Л.Я. Периферические механизмы ноцицепции // Сенсорные системы.—1988.—Т. 2.—№ 2.— С. 198—210.

Сачков В.И., Абрамов Ю.Б., Вахрамеев Л.А., Шарыгина В.Л. О выборе компонентов и средств современной комбинированной анестезии // Анестезиология и реаниматология.—1980.—№ 4.—С. 3—6.

Хаютин В.М. Механизмы ноцицепции и антиноцицептивная система ромбовидного мозга // Вестн. АМН СССР.—1980.—№ 9.— С.26—33.

Хорн Б.К. Моделирование зрения роботов.—М.: Мир, 1989.

Цибуляк В.Н. Рефлексотерапия в клинической анестезиологии.— М.: Медицина, 1985.—С. 159.

Шагас Ч. Вызванные потенциалы мозга в норме и патологии.— М.: Мир, 1975.

Berge O.G., Fasmer О.В., Hole R. Serotonin receptor antagonists induce hyperalgesia without preventing morphine antinociception. // Pharmacol. Biochem. Behav., 1983, vol. 19, № 5.—P. 873—878.

Camp W., Martin R., Chapman L.F. Pain threshold and discrimina­tion of pain intensity during brief exposure to intense noised/Science.— 1962, vol. 135—P. 788.

Carlin S., Ward W.D., Gershon A., Ingraham R. Sound stimulation and its effect on dental sensation threshold. // Science. 1962, vol. —P. 1258.

Ghia J.N., Mueller R.A., Duncan G.h. et al. Serotoninergic activity in man as a function of pain, pain mechanisms and depression. // Anesth. Analg. 1981, vol. 60, № 12.—P. 854—861.

Frey М. Betrage zur Sinnesphysiologie der Haut. // Ber. d. Kgl. Sachs. Ges. Wiss., math.-phys. Kl.—1895.—Vol. 47.—P. 181.

Gardner W. J., Licklider J.C.R. Auditory analgesia in dental oper­ation. //.J. Amer. Dent. Assn. 1959, vol. 59.—P. 1144.

Melzack R., Torgerson W. On the language of pain. //Anesthesiology. 1971, vol. 34.— P. 50.

Melzack R., Weisz A. Z., Sprague L.T. Stratagems for controling pain: contributions of auditory Melzackstimulations and suggestion.// Exper. Neurol. 1963, vol. 8.—P. 3.

Michand J., Ramabardan K., Ronsselle I.C., Jfcjb I. Reactivite nociceptive, sensibilite a la naloxone, dependance aigve et receptenrs opi-oides chez des souris de differentes souches.//J. Pharmacol.—1981.— V. 12 —№ l.—P. 83—85.

Sinclair D.C. Cutaneous sensation and the doctrine of specific energy.//Brain. 1955.—V. 78.—P. 584—614.

Weddell G. Somesthesis and the chemical senses.//Ann. Rev. Psychol—1955—V. 6—P. 119—136.

СОДЕРЖАНИЕ