Нейрогемодинамические эффекты рецитации «ОМ»

Авторы: Bangalore G Kalyani, Ganesan Venkatasubramanian, Rashmi Arasappa, Naren P Rao, Sunil V Kalmady, Rishikesh V Behere, Hariprasad Rao, Mandapati K Vasudev, Bangalore N Gangadhar
Department of Psychiatry, Advanced Center for Yoga, National Institute of Mental Health and Neurosciences, Bangalore, Int J Yoga — 560 029, India

Перевод с английского: Надежда Шуклина (Санкт-Петербург) 

Мнение авторов статьи может не совпадать с мнением редакции сайта

 

Справочная информация: Во время пения мантры «ОМ» возникает ощущение вибрации, что влияет на стимуляцию блуждающего нерва через его ушные ветви и таким образом реализуется воздействие на мозг. Нейрогемодинамические эффекты мантры «ОМ» еще предстоит изучить.

Материалы и методы: Нейрогемодинамические эффекты пения мантры «ОМ» изучались у девяти здоровых мужчин и трех женщин, правшей (n=12) с использованием Функциональной Магнитно-Резонансной Томографии (ФМРТ). Эффекты после пропевания мантры «ОМ» сравнивались с произношением звука «с-с-с-с» и с состоянием покоя и отдыха. Анализ ФМРТ проводился с использованием Статистического Параметрического Изображения 5 (СПИ5).

Результаты: В данном исследовании во время пропевания мантры «ОМ» (при сравнении активности мозга с состоянием покоя), значительная деактивация наблюдалось в глазнично-лобной доле, передней поясной коре, парагиппокампальной извилине, таламусе и гиппокампе. Правая мозжечковая миндалина также показывала существенное снижение активности. Во время пения мантры «ОМ» существенной активации не наблюдалось. А при произношении звука «с-с-с-с», напротив, не происходило ни активации, ни деактивации в этих отделах мозга.

Вывод: Нейрогемодинамические эффекты пропевания мантры «ОМ» свидетельствовали о лимбической деактивации. Поскольку подобные наблюдения были зарегистрированы при воздействии на блуждающий нерв, используемом в лечении депрессии и эпилепсии, результаты исследования свидетельствуют о потенциальной роли пения мантры «ОМ» в клинической практике.

Введение

Электростимуляция блуждающего нерва (ЭБН) используется в лечении депрессии и эпилепсии [1, 2]. Исследования с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) [3] показали уменьшение  кровотока в лимбической области мозга во время прямой (шейной) электростимуляции блуждающего нерва. Другие исследования с использованием Функциональной Магнитно-резонансной томографии [4] показали значительное отключение лимбических областей мозга во время электростимуляции блуждающего нерва через кожу (суть данной электростимуляции блуждающего нерва состоит в том, что больному имплантируют под кожу генератор электрических импульсов, а провод подсоединяют к левому блуждающему нерву в области шеи — прим. переводчика). В этой процедуре электроимпульс воздействует на внутреннюю часть левого козелка  — и следовательно, на ушную ветвь блуждающего нерва.

Широко известно использование мантры «ОМ» в медитационных практиках [5]. Пропевание мантры «ОМ» создает ощущение вибрации вокруг ушей. Также предполагается, что эти ощущения связаны с передачей импульса через ушную ветвь блуждающего нерва. Поэтому мы предположили, что электростимуляция блуждающего нерва через кожу в этом смысле аналогична пению мантры «ОМ» и так же создает лимбическую деактивацию. В особенности мы предполагали, что пение мантры «ОМ» будет вызывать похожие нейрогемодинамические эффекты: отключение лимбической зоны мозга, мозжечковой миндалины, гиппокампа, парагиппокампальной извилины, островковой доли мозга, таламуса, глазнично-лобной и передней поясной коры мозга, как было выявлено в предыдущем исследовании [5].

Материалы и методы

В исследовании принимали участие 9 здоровых мужчин и 3 женщины, правши (n=12), которые дали согласие на участие в проводимом исследовании МРТ в качестве обследуемых. Два квалифицированных психиатра независимо оценили этих добровольцев, чтобы исключить: 1) психиатрические диагнозы, 2) семейную историю основных психических заболеваний в первом поколении, 3) беременность или послеродовое состояние, 4) злоупотребление психоактивными веществами или зависимость от них, 5) серьезные неврологические расстройства, 6) любые противопоказания к МРТ, 7) леворукость или амбидекстризм. Отсутствие психиатрических заболеваний было установлено при помощи специального опроса M.I.N.I. (Mini International Neuropsychiatric Interview Plus) [5]. Возрастной диапазон испытуемых составлял 22-39 лет (среднее±СД=28±6 лет). Все участники имели образование. Четверо из участников исследования прошли формальное обучение йоге, включая медитацию, для остальных эта техника была новой. Протокол исследования был проверен комитетом этики Национального института психического здоровья и неврологии. В дополнение к согласию для проводимого исследования, которое уже было дано испытуемыми, ими были предоставлены результаты актуального ФМРТ, а так же их научили петь мантру «ОМ» прежде чем приступить к новому ФМРТ обследованию.

Задача ФМРТ

Испытуемые обучались пению мантры «ОМ» вместе с опытным учителем йоги. Важное условие – отсутствие утомления и пауз. Гласную «О» пели течение 5 секунд и в продолжение еще 10 секунд — согласную «М». В электрофизиологических исследованиях, проводимых ранее, использовалось мысленное пение мантры «ОМ», в этом исследовании было выбрано пение мантры вслух. Это помогло объективно подтвердить выполнение задания во время ФМРТ, а так же обеспечить чувствительность вибрации и стимуляцию блуждающего нерва через ушные ветви. Состоянием контроля было воспроизведение звука «с-с-с-с» в течение такого же времени (15 секунд). Звук «с-с-с-с» был выбран для сопоставления с выдохом во время пропевания мантры «ОМ», но без ощущения вибрации вокруг ушей. Обе практики выполнялись в положении лежа. Так же все участники исследования были знакомы с выполнением задания лежа в трубе МРТ. ФМРТ обследование проводилось как только испытуемому становилось комфортно. В конце выполнения задания один из исследователей установил, что испытуемые ощущали вибрацию только во время пения «ОМ», но не звука «с-с-с-с».

Процедура ФМРТ состояла из нескольких блоков. Этапы эксперимента: 1) сначала было выполнено структурное исследование мозга с высоким разрешением; 2) затем последовал ряд эхопланарной визуализации (ЭПВ), в которой выполнялось сканирование уровня кислорода в крови. Сканирование методом эхопланарной визуализации повторялось каждые 3 секунды. В течение 10 минут было выполнено 200 ЭПВ-сканов. Эти 10 минут состояли из 15-секундных блоков «ОМ» и «с-с-с-с». Эти блоки были перемешаны с 15-секундными периодами отдыха. Всего было 10 блоков «ОМ», 10 – «с-с-с-с» и 20 блоков отдыха [Рисунок 1].

Рисунок 1. 1 цикл: «Отдых – «ОМ» – Отдых — «с-с-с-с»», 10 таких циклов были выполнены каждым испытуемым во время ФМРТ сканирования.

 Последовательность изображений

Визуализация была произведена через МРТ-сканнер (3 Тесла) Национального института психического здоровья и неврологии. После начальных локализованных последовательностей были получены T 1 –weighted, структурные МР-изображения высокого разрешения с толщиной среза 1 мм без межсекундного промежутка (TR=8.1 msec; TE=3.7 msec; matrix=256΄256). Это структурное изображение с высоким разрешением было использовано с целью локализации активации отделов мозга, а также для исключения значительных аномалий мозга у испытуемых. Общая продолжительность эхопланарной визуализации составляла 10 минут. Во время эхопланарной визуализации испытуемые поочередно переключались между различными состояниями (такими, как «ОМ», «с-с-с-с» и «Отдых») каждые 15 секунд (как описано выше), через МРТ-совместимый монитор, который был синхронизирован с изображением полученным с помощью программного обеспечения e-prime, встроенного в аппаратную установку eloquence fMRI.

Анализ изображений

Анализ МРТ проводился для всех пациентов с использованием Статистического Параметрического Преобразования 5 (СПП5) (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm). Изображения были скорректированы с учетом вариации времени среза и пространственно нормализованы [7, 8, 9], а так же сглажены фильтром с гауссовым ядром шириной 8 мм в половину от максимума полной мощности. Блоки были смоделированы канонической функцией гемодинамического ответа. СПП5 объединяет Общую Линейную Модель и теорию случайных полей Гаусса для получения статистических выводов из данных и уровня кислорода в крови относительно отклонений от нулевой гипотезы в трехмерном пространстве мозга. Анализ зафиксированных (минимально адресуемых объемных элементов изображения трехмерного пространства) воксельных эффектов дал статистическую параметрическую карту в стереотаксическом пространстве Монреальского Неврологического института [10]. «ОМ» и «с-с-с-с» связанные активацией и деактивацией уровня кислорода в крови, оценивались с использованием парадигмы вычитания, соответственно, в сравнении с состоянием отдыха. Изменения уровня кислорода в крови были исследованы конкретно в ΰ-начальных областях, представляющих интерес, а именно в лимбических областях мозга (мозжечковая миндалина, гиппокамп, парагиппокампальная извилина, островок головного мозга, орбито-фронтальная и передняя часть поясной извилины коры головного мозга, таламус – последние три области мозга были исследованы из-за их сложных связей с лимбическим мозгом). Для этих ΰ-начальных областей, представляющих интерес, были созданы маски с использованием WFU Pick Atlas More Details для анализов Статистического Параметрического Картографирования [11]. Коррекция значений множественных сравнений для отдельной области, представляющей интерес, выполнялась с использованием метода Коррекции Ошибок по Типу (Family-wise Error Correction (FWE) [P<0.001]).

Результаты

По сравнению с состоянием покоя показатели уровня кислорода в крови ФМРТ не демонстрировали существенной активации мозга во время повторения «OM». Однако значительная деактивация наблюдалась в мозжечковой миндалине, парагиппокампальной извилине, гиппокампе, островке головного мозга, орбито-фронтальной коре, парагиппокампальной извилине и таламусе во время пения «OM» [Таблица 1] и [Рисунок 2]. Произнесение звука «с-с-с-с» не вызывало существенной активации/деактивации в любой из этих областей мозга. Координаты важных областей деактивации были преобразованы из пространства MNI [10] в стереотаксическое пространство Талайраха и Турну [12].

Таблица 1. Области головного мозга со значительной дезактивацией во время пения «ОМ» по сравнению с состоянием «ОТДЫХ».

Область мозга* X Y Z T FEW-p
Правая мозжечковая миндалина 24 -10 -08 5.2 <0.001
Левая передняя часть поясной извилины -02 45 -02 10.2 <0.001
Правая передняя часть поясной извилины 12 49 -01 9.8 <0.001
Левая часть гиппокампа -32 -18 -11 6.5 <0.001
Правая часть гиппокампа 30 -31 -05 4.6 <0.001
Левая часть островка головного мозга -28 19 -06 6.5 <0.001
Правая часть островка головного мозга 38 15 -06 4.9 <0.001
Левая часть глазнично-лобной коры головного мозга -28 29 -08 6.6 <0.001
Правая часть глазнично-лобной коры головного мозга 30 29 -08 7.3 <0.001
Левая парагиппокампальная извилина -30 -20 -21 5.1 <0.001
Правая парагиппокампальная извилина 32 -28 -22 5.0 <0.001
Левая часть таламуса -14 -05 13 6.6 <0.001
Правая часть таламуса 16 -07 11 6.2 <0.001
* X,Y,Z Координаты Талайраха максимальной активации

Рисунок 2. По сравнению с состоянием отдыха, пение «ОМ» вызывало деактивацию таламуса (А) и лимбических структур – передней части поясной извилины(B), гиппокампе(С), островке головного мозга(D) и парагиппокампе(E). В то время как контрольное состояние — произношение звука «с-с-с-с» — не вызвало деактивации ни в одном из этих регионов(F). Цветовая полоса представляет значения Т-критерия, указанные в таблице.

Обсуждение

По сравнению с состоянием покоя, в этом исследовании наблюдалась значительная деактивация в обоих полушариях мозга во время пения «ОМ» — в орбито-фронтальной, передней части поясной извилины коры головного мозга, парагиппокампальной извилине, таламусе и гиппокампе. Кроме того, правая мозжечковая миндалина показала значительную деактивацию. Никакой значительной активации не наблюдалось во время пения «ОМ». Напротив, ни активации, ни деактивации не произошло в этих областях мозга во время выполнения задания для сравнения состояний, а именно — произношение звука «с-с-с-с».

Хотя ранее не сообщалось о влиянии повторения «ОМ» на гемодинамические реакции мозга, в более раннем исследовании Kraus и др. [4] изучали влияние электростимуляции ветви блуждающего нерва через кожу на изменение уровня кислорода в крови с использованием ФМРТ. Из-за вовлечения блуждающего нерва (как предполагалось в текущем исследовании) мы сравнили наше исследование с более ранним [4]. Интересно, что наши результаты исследования соответствуют предыдущему; значительная дезактивация наблюдалась в следующих областях мозга: мозжечковая миндалина, парагиппокамп, гиппокамп. Это говорит о том, что нейрофизиологические эффекты пения «ОМ» могут быть опосредованы через ушные ветви блуждающего нерва. Используя другую методологию (позитронно-эмиссионную томографию) другие исследователи продемонстрировали снижение кровотока с двух сторон в гиппокампе, мозжечковой миндалине и перешейке поясной извилины, идущей с левой стороны шейного отдела у пациентов с эпилепсией при электростимуляции блуждающего нерва. Аналогичным образом, лечение электростимуляцией блуждающего нерва у пациентов с депрессией уменьшало региональный церебральный кровоток в мозжечковой миндалине, гиппокампе слева, субгенуальной передней поясной коре слева, передней части вентральной поясной извилины с двух сторон, правой части таламуса и стволе головного мозга, измеряемом методом однократной фотонной эмиссионной компьютерной томографии [13]. Интересно, что эти области мозга гиперактивны у пациентов с депрессивными расстройствами [14], для которых электростимуляция блуждающего нерва используется как терапия. Однако наши наблюдения для поддержки электростимуляции блуждающего нерва, как механизма «повторения ОМ» являются предварительными, и необходимы дальнейшие исследования для подтверждения нашей гипотезы.
В качестве альтернативы, пение «ОМ» может быть способом релаксации. Поскольку медитация, как показано, активирует структуры, участвующие в релаксационном ответе, а именно: переднюю поясную кору, предлобную и пристеночную кору головного мозга, гиппокамп и височные доли [15], нельзя исключать так же смешанный эффект релаксации.

Таким образом, гемодинамические эффекты пения «ОМ» указывают на лимбическую деактивацию. Поскольку подобные наблюдения были зарегистрированы с использованием ЭБН-терапии (электростимуляции блуждающего нерва), используемой при депрессии и эпилепсии, клиническое значение повторения «ОМ» заслуживает дальнейшего исследования.

Благодарности

Это исследование было поддержано грантом «Молодой инновационной биотехнологии» для доктора Г. Венкатасубраманяну, присужденному Департаментом биотехнологии правительства Индии.

Список используемой литературы

1. Nahas Z, Marangell LB, Husain MM, Rush AJ, Sackeim HA, Lisanby SH, et al. Two-year outcome of vagus nerve stimulation (VNS) for treatment of major depressive episodes. J Clin Psychiatry 2005;66:1097-104.
[PUBMED]  [FULLTEXT]
2. Jobst BC. Electrical stimulation in epilepsy: Vagus nerve and brain stimulation. Curr Treat Options Neurol 2010;12:443-53.
[PUBMED]  [FULLTEXT]
3. Henry TR, Bakay RA, Pennell PB, Epstein CM, Votaw JR. Brain blood-flow alterations induced by therapeutic vagus nerve stimulation in partial epilepsy: II, prolonged effects at high and low levels of stimulation. Epilepsia 2004;45:1064-70.
[PUBMED]  [FULLTEXT]
4. Kraus T, Hosl K, Kiess O, Schanze A, Kornhuber J, Forster C. BOLD fMRI deactivation of limbic and temporal brain structures and mood enhancing effect by transcutaneous vagus nerve stimulation. J Neural Transm 2007;114:1485-93.
5. Kumar S, Nagendra H, Manjunath N, Naveen K, Telles S. Meditation on ‘OM’: Relevance from ancient texts and contemporary science. Int J Yoga 2010;3:2-5.
[PUBMED]
6. Sheehan DV, Lecrubier Y, Sheehan KH, Amorim P, Janavs J, Weiller E, et al. The Mini-International Neuropsychiatric Interview (M.I.N.I.): The development and validation of a structured diagnostic psychiatric interview for DSM-IV and ICD-10. J Clin Psychiatry 1998;59:22-33;quiz 4-57.
7. Friston K, Ashburner J, Frith CD, Poline JB, Heather JD, Frackowiak RS. Spatial registration and normalization of images; 1995.
8. Venkatasubramanian G, Hunter MD, Wilkinson ID, Spence S. Expanding the response space in chronic schizophrenia: The role of left prefrontal cortex. NeuroImage 2005;25:952-7.
9. Venkatasubramanian G, Spence SA. Schneiderian first rank symptoms are associated with right parietal hyperactivation: A replication utilising fMRI. Am J Psychiatry 2005;162:1545.
[PUBMED]  [FULLTEXT]
10. Evans A, Collins DL, Mills SR, Brown RD, Kelly RL, Peters TM. 3D statistical neuroanatomical models from 305 MRI volumes. IEEE Nucl Sci Symp Med Imag Conf Proc 1993;108:1877-8.
11. Maldjian J, Laurienti PJ, Kraft RA, Burdette JH. An automated method for neuroanatomic and cytoarchitectonic atlas-based interrogation of FMRI data sets. Neuroimage 2003;19:1233-9.
12. Talairach P, Tournoux JA. A Stereotactic Co-Planar Atlas of the Human Brain. Thieme; 1988.
13. Zobel A, Joe A, Freymann N, Clusmann H, Schramm J, Reinhardt M, et al. Changes in regional cerebral blood flow by therapeutic vagus nerve stimulation in depression: An exploratory approach. Psychiatry Res 2005;139:165-79.
[PUBMED]  [FULLTEXT]
14. Malhi GS, Lagopoulos J, Ward PB, Kumari V, Mitchell PB, Parker GB, et al. Cognitive generation of affect in bipolar depression: An fMRI study. Eur J Neurosci 2004;19:741-54.
[PUBMED]  [FULLTEXT]
15. Lazar SW, Bush G, Gollub RL, Fricchione GL, Khalsa G, Benson H. Functional brain mapping of the relaxation response and meditation. Neuroreport 2000;11:1581-5.
[PUBMED]  [FULLTEXT]

 

Оригинал статьи здесь.

Поделиться:

Читайте также:

scarpe hogan outlet scarpe hogan outlet scarpe hogan outlet scarpe hogan outlet scarpe hogan outlet scarpe hogan outlet louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin pas cher barbour pas cher barbour pas cher barbour pas cher barbour pas cher barbour pas cher golden goose saldi golden goose saldi golden goose saldi golden goose saldi golden goose saldi