Електроенцефалографія (стр. 1 из 2)
Електроенцефалографія
Вступ
Важливе місце в дослідженні діяльності головного мозку здобуває вивчення його електричних потенціалів. Ще в 70-х роках дев'ятнадцятого століття відомий харківський фізіолог В.Я. Данилевський описав зміну електричних потенціалів задніх відділів кори головного мозку при слуховому роздратуванні, а передніх її відділів — при роздратуванні шкіри. Так, уперше електрофізіологічне дослідження одержали значення у виробленні представлень про локалізацію функцій. Надалі цей напрямок знайшов розвиток у роботах В.М. Бехтерева і його співробітників. В.Я. Данилевський також указав, що в корі мозку відзначаються коливання електричних потенціалів і без нанесення роздратування на рецептори чи аферентні нерви.
Це положення в 1882 р. було більш детально розроблене І.М. Сєченовим, що відкрив ритмічні електричні коливання в довгастому мозку жаби, що не тільки виникали без роздратування рецепторів, але навіть гнітилися при нанесенні сильного роздратування.
Важливим моментом у дослідженнях електричних явищ у великих півкулях головного мозку з'явилося застосування для їхнього вивчення В.В. Правдич-Неминським (1925) малоінертного струнного гальванометра замість інертних
дзеркальних гальванометрів колишніх дослідників. Відводячи до струнного гальванометра біоструми від кори мозку ссавців, Правдич-Неминський точно описав (за назвою хвиль I і II порядку) ті електричні коливання в корі, що тепер звичайно позначаються як альфа- і бета - ритми. Пізніше, у 1929 р., німецький психіатр Г. Бергер почав дослідження електричної активності кори мозку в людини, відводячи біоструми мозку в малоінертний гальванометр через підсилювач.Реєстрація електричних явищ кори мозку в людини, здійснювана через покриви черепа і шкіру, дозволила широко розвити вивчення електричних явищ у вищому відділі центральної нервової системи. В даний час запис електричних явищ мозку - електроенцефалографія придбала в клініці поразок головного мозку приблизно таке ж значення, яке електрокардіографія одержала в клініці поразок серця.
Електроенцефалограма здорової дорослої людини в стані спокою характеризується визначеними рисами: від всіх областей приділяються коливання потенціалу з частотою 8-10 Гц з амплітудою 50—100 мкв — названі альфа-ритмом. Крім альфа-ритму на ЕЕГ здорової дорослої людини реєструються коливання більш високої частоти — бета-ритми - 13—30 Гц, так і більш низької частоти 0,5 -3 Гц – дельта – ритми і 4 – 7 Гц тета – ритми. У спокійному стані на тлі вираженої альфа-активності ці коливання практично не помітні, тому що в нормі амплітуда їх набагато нижче чим альфа: досягає лише 10—20 мкв. При зміні стану, наприклад, при роздратуваннях, коли альфа-ритм депресирується, вони стають чітко видними і можуть збільшуватися по амплітуді. При гальмових станах (дрімота, сон) із гнобленням альфа - ритму наростає амплітуда низькочастотних складових — дельта і тета.
Як приклад відображення на ЕЕГ змін функціонального стану і відповідної зміни малюнка ЕЕГ на рис.1 Э приведені ЕЕГ здорової людини в спокої при активному пильнуванні (А) і при стані сну (Б). Видно, що при сні альфа-ритм відсутний, і виявляються більш низькочастотні коливання в сполученні з частими коливаннями малої амплітуди.
Рис.1. ЕЕГ здорової дорослої людини в стані спокійного пильнування (А) і в період дрімотного стану (Б)
При дрімоті альфа-ритм змінюється дифузійною поліморфною дельта - і тета – активністю. При пробудженні під впливом світлової стимуляції відновлюється альфа-ритм. Нижня - лінія — оцінка ритмічного світлового роздратування.
Електроенцефалографія (ЕЕГ) є другим по частоті використання в клінічній практиці методом дослідження електричних властивостей організму.
При ЕЕГ за допомогою електродів, закріплених у різних крапках (число і розкладання крапок визначаються цілями дослідження) на голові пацієнта, реєструють різницю потенціалів, що змінюються з часом які відбивають, електричну активність кліток головного мозку. Електроенцефалографія застосовується з метою діагностики різних видів патології центральної нервової системи, зокрема, травм мозку, епілепсії, психічних розладів, порушення сну. У випадку пухлин мозку ЕЕГ дозволяє судити про локалізацію пухлини. Функціональна діагностика мозку може проводитися шляхом порівняння електроенцефалограм до і після прийняття пацієнтом визначених лікарських препаратів.
Різниці потенціалів, що регіструється при ЕЕГ у сотні разів слабкіше, ніж при електрокардіографії, і складають величину порядку декількох мікровольт. Тому реєстрація ЕЕГ це значно більш складну технічна задачу, чим реєстрація ЕКГ. Вимір рекомендується робити в приміщеннях, ізольованих від зовнішніх електричних впливів, що створюють перешкоди. Необхідно використовувати підсилювачі зі значно більшими, ніж при ЕКГ, коефіцієнтами підсилення. Необхідно вирішувати і деякі інші методичні проблеми. По виду електроенцефалограм, по появі чи зникненню визначених ритмів, можна судити про характер і ступінь змін функціонального стану різних структур головного мозку.
В даний час використовуються багатоканальні електроенцефалографи, що володіють могутніми підсилювачами, що дозволяють одержати запис біоелектричних потенціалів одночасно від багатьох (до 20 і більш) крапок кори. Відведення біопотенціалів виробляється за допомогою спеціальних електродів, що розташовуються на голові досліджуваного. Розташування електродів повинне відповідати міжнародній схемі, що дозволяє поміщати електроди в зонах проекції різних областей мозку. На опуклій поверхні голови досліджуваного визначаються рівновідалені крапки в подовжньому й у поперечному напрямках, що служать місцем розташування електродів. Повна схема електродів, розташованих по системі 10—20 складає 21 електрод, включаючи два вушних електроди. Допускається в окремих випадках відведення за неповною схемою, наприклад, при накладенні тільки восьми електродів — за спрощеною схемою, — однак розташування електродів повинне відповідати тим пунктам, що визначені для даного відведення системою 10—20%.
Відведення від різних областей також мають міжнародне позначення: зони відведення ЕЕГ під відповідним електродом позначаються латинською великою буквою (початковою буквою латинського позначення області мозку, над якою розташований електрод) з цифрою-індексом, що уточнює місце електрода — непарні індекси відповідають лівій півкулі, парні — правій. Електроди можуть бути різного виду — містові електроди, у виді чашечок з діаметром у 1 см, заповнювані спеціальною пастою, чи пластинок «коржів» зі срібла, яким припаяні проводки, що ведуть до входу енцефалографа. У хворих, яким дослідження проводиться при стані наркозу (в операційній) чи, що находяться в глибокому несвідомому стані, використовують голчасті електроди, що підводяться внутришкірно чи підшкірно у відповідні області на голові. Як референтні електроди використовуються чашкові чи пластинчасті електроди, що закріплюються на мочках ушей затисками.
1. Відведення ЕЕГ проводяться двома способами: монополярным і біполярним
При монополярному способі відведення виміряються потенціали між активною крапкою на голові щодо неактивної зони, що не дає власних ритмів коливань — референтного електрода.
Біполярний метод складається у вимірі різниці потенціалів двох активних зон мозку. Електроди закріплюються на голові за допомогою спеціального шолома чи приклеюють спеціальним клеєм.
Рис.2. Схема відведень біопотенціалів мозку.(10—20%).
2. ЗОВНІШНЄ ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕ ПІРАМІДНИХ НЕЙРОНІВ КОРИ ГОЛОВНОГО МОЗКУ
Більшість наявних експериментальних даних говорить про те, що генез ЕЕГ (електроенцефалограми) визначається, в основному, електричною активністю кори великих півкуль головного мозку, а на рівні кліток - активністю її пірамідних нейронів. У пірамідних нейронів виділяють два типи електричної активності. Імпульсний розряд (потенціал дії) із тривалістю близько 1 мс і більш повільне (градуальне) коливання мембранного потенціалу — гальмові і збудливі постсинаптичні потенціали (ПСП).
Рис 3. Виникнення токових диполів у пірамідному нейроні нової кори.
С – сома (тіло), А - аксон, БД – базальні дендрити, ДС- дендритний стовбур , ПЕКЛО - дендрити апікального розгалуження (відповідно).
Чорні прямокутники показують деякі ділянки, у яких генеруються ПСП; знаки + і - позначають полярність деяких ділянок зовнішньої поверхні клітки, між якими в зовнішнім середовищі протікає струм І0; Dси – вектор соматичного диполя при імпульсному розряді; Dст, - вектор соматичного диполя при генерації гальмового ПСП; Dд - вектор дендритного диполя при генерації збудливого ПСП; Dкп - вектор диполів квадруполя, що утвориться при генерації збудливого ПСП на дендритному стовбурі.
Гальмові ПСП пірамідних кліток генеруються в основному в тілі нейрона, а збудливі ПСП — переважно в - дендритах. Правда, на тілі нейрона мається визначена кількість збудливих синапсів, і відповідно до цього тіло пірамідних нейронів (сома) здатно генерувати також і збудливі ПСП. Тривалість ПСП пірамідних кліток, принаймні, на порядок більше тривалості імпульсного розряду.
Зміни мембранного потенціалу обумовлюють виникнення в пірамідних клітках двох токових диполів, що відрізняються по цитологічній локалізації (рис. 3). Один з них — соматичний диполь з дипольним моментом Dc. Він формується при зміні мембранного потенціалу тіла нейрона; струм у диполі і в зовнішнім середовищі протікає між сомою і дендритним стовбуром. Вектор дипольного моменту Dc при імпульсному розряді чи генерації в тілі нейрона збудливого ПСП спрямований від соми уздовж дендритного стовбура, а гальмовий ПСП створює соматичний диполь із протилежним напрямком дипольного моменту. Інший диполь, називаний дендритним, виникає в результаті генерації збудливих ПСП на розгалуженні апікальних дендритів у першому, плексиморфному шарі кори; струм у цьому диполі тече між дендритним стовбуром і зазначеним розгалуженням. Вектор дипольного моменту Dд дендритного диполя має напрямок убік соми уздовж дендритного стовбура.