Вариант теории зависимости величины электроэнцефалограммы от характеристик коры

Уже давно ведутся теоретические исследования механизма генеза внеклеточного электрического поля нейронов (А.М. Гутман) и ЭЭГ (М.Н Жадин). Однако их результаты недостаточно используются широким кругом биологов и медиков. Цель настоящей работы состоит в описании ряда закономерностей генеза ЭЭГ в форме, привычной для указанных специалистов. Используются следующие известные основные положения: ЭЭГ - результат синаптической электрической активности пирамидных нейронов коры большого мозга; их внеклеточные потенциалы имеют дипольный характер; векторы расстояния между полюсами токовых генераторов клеток (дипольные моменты) перпендикулярны поверхности коры в соответствии с цитологическими данными; обобщающий показатель величины ЭЭГ - ее стандартное отклонение (дисперсия). Особенности настоящей теории: (1) электрическое поле мозга сразу описывается как сумма дипольных потенциалов, создаваемых пирамидными нейронами; (2) ЭЭГ в данной точке отведенеия создается обширным, но ограниченным участком коры. Геометрически он представляет собой либо фрагмент сферической оболочки, либо диск для случая плоских участков коры у животных. Точка отведения находится над центром активного участка. Плоский вариант пригоден и для анализа ЭЭГ человека, генерируемой узкой колонкой коры. Основная процедура вывода формул заключается в замене суммирования в общей формуле для дисперсии случайных процессов на интегрирование по объему активного участка коры. Прежде всего анализировалось влияние синхронизации электрической активности нейронов и геометрических особенностей мозга. Синхронизация характеризовалась коэффициентом попарной линейной корреляции. Для отведения ЭЭГ с твердой мозговой оболочки получены приближенные формулы для несинхронной и синхронизированной составляющих стандартного отклонения ЭЭГ. Они близки к результатам в теории Жадина и демонстрируют решающее значение эффекта синхронизации электрической активности клеток активного участка; при этом достаточен низкий уровень синхронизации. Для сферического участка коры вследствие кривизны синхронная составляющая стандартного отклонения ЭЭГ получается в несколько раза меньше, чем для плоских участков.