ЕЛЕКТРОЕНЦЕФАЛОГРАМА: ІСТОРІЯ, ФУНКЦІЯ, ХВИЛІ - НЕЙРОПСИХОЛОГІЯ - 2024

Електроенцефалограма (ЕЕГ) є тест , який використовується для запису і оцінок біоелектричної активності мозку. Електричні потенціали отримують через електроди, розташовані на шкірі голови пацієнта.

Записи можна надрукувати на рухомому папері через ЕЕГ або переглядати на моніторі. Електричну активність мозку можна виміряти в базальних умовах спокою, неспання або сну.

Застосування електроенцефалограми у дитини

Електроенцефалограма використовується для діагностики епілепсії, порушень сну, енцефалопатій, коми та смерті мозку, серед багатьох інших застосувань. Його також можна використовувати в дослідженнях.

Раніше він використовувався для виявлення вогнищевих порушень мозку, таких як пухлини або інсульт. Сьогодні застосовують магнітно-резонансну томографію (МРТ) та комп'ютерну томографію (КТ).

Коротка історія електроенцефалограми

Історія електроенцефалограми починається з 1870 р., Коли Фрістш і Хітциг, лікарі прусської армії, досліджували мізки солдатів. Вони були виявлені в битві при Седані. Вони незабаром зрозуміли, що стимулюючи деякі ділянки мозку гальванічним струмом, в організмі створюються рухи.

Річард Бірмік Кетон

Публічний домен

Однак саме в 1875 році лікар Річард Бірмік Кетон підтвердив, що мозок виробляє електричні струми. Пізніше це дозволило неврологу Фер'єр експериментувати з "фарадічним струмом", локалізуючи рухові функції в мозку.

Володимир Правдич-Немінський

Публічний домен

У 1913 році Володимир Правдич-Немінський вперше здійснив те, що назвав "електроцереброграмою", досліджуючи нервову систему собаки. До цього моменту всі спостереження проводилися над виявленими мізками, оскільки не було процедур розширення, які б дісталися до внутрішньої частини черепа.

Ганс Бергер

Публічний домен

У 1920 році Ганс Бергер почав експериментувати з людьми, а 9 років потому створив метод вимірювання електричної активності мозку. Він ввів термін "електроенцефалограма" для характеристики запису електричних коливань у мозку.

Цей німецький невролог виявив "ритм Бергера". Тобто, поточні «альфа-хвилі», які складаються з електромагнітних коливань, що виходять від синхронної електричної активності таламуса.

Бергер, незважаючи на своє велике відкриття, я не в змозі просунути цей метод через свої обмежені технічні знання.

У 1934 році Адріану та Метьюсу на демонстрації в Товаристві фізіології (Кембридж) вдалося перевірити «ритм Бержера». Ці автори просунулися з кращими методиками і показали, що регулярний і широкий ритм 10 балів в секунду виникає не з усього мозку, а з зорових областей асоціації.

Фредерік Голла

Публічний домен

Пізніше Фредерік Голла підтвердив, що при певних захворюваннях відбулися зміни ритмічних коливань мозкової діяльності. Це дозволило досягти значних успіхів у вивченні епілепсії, усвідомивши складність цього питання та необхідність всебічного вивчення мозку. Фішер і Лоуенбек в 1934 р. Змогли визначити піки епілептиформ.

Нарешті, Вільям Грей Уолтер, американський невролог, досвідчений з робототехніки, розробив власні версії ЕЕГ і додав удосконалення. Завдяки їй тепер можна виявити різні типи мозкових хвиль, від альфа-хвиль до дельта-хвиль.

Як працює електроенцефалограма?

Стандартна ЕЕГ - це безболісне, неінвазивне сканування, яке виконується шляхом приєднання електродів до шкіри голови струмопровідним гелем. Він має канал запису, який вимірює різницю напруги між двома електродами. Зазвичай використовують 16 - 24 відведення.

Пари електродів поєднуються, створюючи те, що називається "кріпленням", яке може бути біполярним (поперечним і поздовжнім) і монополярним (референтним). Біполярний фотомонтаж використовується для запису різниці напруги в областях мозкової діяльності, в той час як монополярний порівнює активну зону мозку та іншу з відсутністю або нейтральною активністю.

Різниця між активною зоною та середнім значенням всіх або деяких активних електродів також може бути виміряна.

Інвазивні електрони (всередині мозку) можуть бути використані для детального вивчення важкодоступних областей, таких як мезіальна поверхня скроневої частки.

Електрокортикографія

Іноді може знадобитися вставити електроди близько до поверхні мозку, щоб виявити електричну активність у корі головного мозку. Електроди зазвичай розміщують під твердим покриттям (одним із шарів менінгів) через надріз у черепі.

Ця процедура називається електрокортикографією, і її використовують для лікування резистентної епілепсії та для проведення досліджень.

10-20 система

Існує стандартизована система розміщення електродів, відома як "система 10-20". Це означає, що відстань між електродами має бути 10% або 20% щодо лобових осей (спереду назад - назад) або поперечних (з одного боку мозку в інший).

Потрібно розмістити 21 електрод, і кожен електрод буде підключений до одного входу диференціального підсилювача. Підсилювачі поширюють напругу між активним та опорним електродом між 1000 і 100 000 разів.

В даний час аналоговий сигнал припиняється, і використовуються цифрові підсилювачі. Цифрова ЕЕГ має великі переваги. Наприклад, це полегшує аналіз і зберігання сигналу. Крім того, він дозволяє змінювати параметри, такі як фільтри, чутливість, час запису та фотомонтажі.

ЕЕГ-сигнали можуть записуватися за допомогою апаратних засобів з відкритим кодом, таких як OpenBCI. З іншого боку, сигнал може бути оброблений вільним програмним забезпеченням, таким як EEGLAB або Neurophysiological Biomarker Toolbox.

Електроенцефалографічний сигнал представлений різницею електричного потенціалу (ddp), що існує між двома точками на поверхні черепа. Кожна точка - це електрод.

ЕЕГ мозкових хвиль

Наш мозок працює за допомогою електричних імпульсів, які подорожують через наші нейрони. Ці імпульси можуть бути ритмічними чи ні, і їх називають мозковими хвилями. Ритм складається з регулярної хвилі, яка має однакову морфологію та тривалість, і яка підтримує власну частоту.

Хвилі класифікуються за їх частотою, тобто за кількістю повторень хвилі в секунду, і вони виражаються в герцах (Гц). Частоти мають певний топографічний розподіл та реактивність. Більшість сигналів мозку, що спостерігаються на шкірі голови, знаходяться в діапазоні від 1 до 30 Гц.

З іншого боку, вимірюється також амплітуда. Це визначається з порівняння відстані між базовою лінією та піком хвилі. Морфологія хвиль може бути різкою, загостреною, у комплексах наконечників та / або різкою хвилею-повільною хвилею.

На ЕЕГ можна побачити 4 основні смуги пропускання, відомі як альфа, бета, тета і дельта.

Бета-хвилі

Бета-хвилі. Джерело: Уго Гамбоа

Вони складаються з широких хвиль, частота яких становить від 14 до 35 Гц. Вони з’являються, коли ми неспаємося, виконуючи такі заходи, які вимагають напружених розумових зусиль, наприклад, складання іспиту чи навчання.

Альфа-хвилі

Бета-хвилі. Джерело: Уго Гамбоа

Вони мають більшу амплітуду, ніж попередні, і їх частота коливається між 8 і 13 Гц. Вони виникають, коли людина розслаблена, не докладаючи значних розумових зусиль. Вони також з’являються, коли ми закриваємо очі, мріємо або проводимо заходи, які ми високо автоматизували.

Тета хвилі

Бета-хвилі. Джерело: Уго Гамбоа

Вони мають більшу амплітуду, але меншу частоту (від 4 до 8 Гц). Вони відображають стан сильного розслаблення до початку сну. Зокрема, це пов’язано з ранніми стадіями сну.

Дельта хвилі

Дельта хвилі. Джерело: Уго Гамбоа

Ці хвилі є найнижчою частотою (від 1 до 3 Гц). Вони пов'язані з більш глибокими стадіями сну (3 та 4 стадії, де ти зазвичай не мрієш).

Процес

Для проведення ЕЕГ пацієнту потрібно розслабитися, у темному середовищі та із закритими очима. Зазвичай триває близько 30 хвилин.

Спочатку проводяться тести на активацію, такі як переривчаста фотостимуляція (застосування світлових подразників з різною частотою) або гіпервентиляція (дихання через рот регулярно і глибоко протягом 3 хвилин).

Це також може спонукати сон або, навпаки, тримати хворого в спокої. Це залежить від того, що дослідник має намір спостерігати чи перевіряти. У цьому відео показано додаток для дорослого:

Інтерпретація

Для інтерпретації електроенцефалограми необхідно знати нормальну активність мозку відповідно до віку та стану пацієнта. Необхідно також вивчити артефакти та можливі технічні проблеми, щоб мінімізувати помилки.

ЕЕГ може бути ненормальним, якщо присутня епілептиформна активність (що говорить про епілептичний процес). Це може бути локалізовано, узагальнено або з певним і незвичним малюнком.

Це також може бути ненормальним, коли у певній області візуалізуються повільні хвилі або виявляється узагальнена асинхронія. Також можуть бути аномалії амплітуди або коли є лінія, яка відхиляється від норми.

В даний час розроблені інші більш прогресивні методи, такі як моніторування відео-ЕЕГ, амбулаторна ЕЕГ, телеметрія, картографування мозку, крім електрокортикографії.

Види електроенцефалограми

Існують різні типи ЕЕГ, які перелічені нижче:

Базова лінія електроенцефалограма

Це той, який виконується, коли пацієнт знаходиться в стані неспання, тому підготовка не потрібна. Щоб уникнути використання продуктів, які можуть вплинути на обстеження, проводиться хороша чистка шкіри голови.

Електроенцефалограма в період недосипання

Попередня підготовка необхідна. Пацієнт повинен пробудити протягом 24 годин до його проведення. Це робиться для того, щоб можна було зробити фізіологічні відстеження фаз сну з метою виявлення порушень, які неможливо отримати через базову ЕЕГ.

Відео-електроенцефалограма

Це звичайна ЕЕГ, але її відмітною особливістю є те, що пацієнт під час процесу відеозйомки. Його мета - отримати візуальний та електричний запис для спостереження за появою кризи чи псевдокризису.

Електроенцефалограма смерті мозку

Це необхідна методика спостереження за мозковою кірковою діяльністю або її відсутністю. Це перший крок так званого "протоколу смерті мозку". Важливо запустити пристрій для видалення та / або трансплантації органів.

Клінічні застосування

Електроенцефалограма застосовується при найрізноманітніших клінічних та нейропсихологічних станах. Ось декілька його застосувань:

Виявити епілепсії

ЕЕГ при епілепсії є важливим для діагностики, оскільки дозволяє його диференціювати від інших патологій, таких як психогенні судоми, синкоп, порушення руху або мігрені.

Він також використовується для класифікації епілептичного синдрому, а також для контролю його еволюції та ефективності лікування.

Виявити енцефалопатії

Енцефалопатії пов'язані з пошкодженням або порушенням роботи мозку. Завдяки електроенцефалограмі можна дізнатися, чи певні симптоми зумовлені "органічною" проблемою мозку, чи є продуктом інших психіатричних розладів.

Контрольний наркоз

Електроенцефалограма корисна для контролю глибини наркозу, не даючи хворому потрапити в кому або прокинутися.

Контролюйте роботу мозку

ЕЕГ необхідний у відділеннях інтенсивної терапії для контролю роботи мозку. Особливо судоми, вплив заспокійливих засобів та наркозу на пацієнтів у індукованій комі, а також перевірити наявність вторинних пошкоджень мозку. Наприклад, той, який може статися при субарахноїдальному крововиливі.

Виявлення ненормальної роботи

Він використовується для діагностики аномальних змін в організмі, які можуть впливати на мозок. Зазвичай це необхідна процедура діагностики або моніторингу таких захворювань мозку, як Альцгеймер, травми голови, інфекції або пухлини.

Певні електроенцефалографічні структури можуть представляти інтерес для діагностики деяких патологій. Наприклад, герпетичний енцефаліт, церебральна аноксія, отруєння барбітуратом, печінкова енцефалопатія або хвороба Кройцфельдта-Якоба.

Перевірте правильність розвитку мозку

У новонароджених ЕЕГ може надати інформацію про мозок для виявлення можливих порушень на основі їх тривалості життя.

Визначте кому або смерть мозку

Електроенцефалограма необхідна для оцінки стану свідомості пацієнта. Він надає дані як про прогноз, так і про ступінь уповільнення мозкової діяльності, щоб менша частота вказувала на зниження рівня свідомості.

Це також дозволяє нам спостерігати, чи є діяльність мозку безперервною чи припиненою, наявність епілептиформної активності (що вказує на гірший прогноз) та реактивності на подразники (що показує глибину коми).

Крім того, через неї можна перевірити наявність сну (що трапляється нечасто, коли кома глибша).

Патології уві сні

ЕЕГ дуже важливий для діагностики та лікування множинних патологій сну. Пацієнта можна обстежувати під час сну та спостерігати його мозкові хвилі.

Найбільш широко використовуваний тест для ґрунтових досліджень - полісомнографія. Це, крім включення електроенцефалограми, одночасно записує пацієнта на відео. Крім того, це дозволяє проаналізувати свою м’язову діяльність, дихальні рухи, потік повітря, насичення киснем тощо.

Розслідування

Електроенцефалограма застосовується в дослідженнях, особливо в нейронауках, когнітивній психології, нейролінгвістиці та психофізіології. Насправді багато речей, про які ми знаємо сьогодні про наш мозок, пов'язані з дослідженнями, проведеними за допомогою ЕЕГ.

Список літератури

1. Електрична активність мозку: мова для розшифровки? (sf). Отримано 31 грудня 2016 року з Metode: Journal of Diffusion Research of the University of Valencia. Взяте з metode.cat/es/.
2. Barea Navarro, R. (sf). Тема 5: Електроенцефалографія. Отримано 31 грудня 2016 року з UNIVERSIDAD DE ALCALÁ, ВІДДІЛ ЕЛЕКТРОНІКИ: Взяте з bioingenieria.edu.ar.
3. Барлоу, JS (1993). Електроенцефалограма: її закономірності та джерела. MIT преса.
4. Barros, MIM, & Guardiola, GT (2006). Основи електроенцефалографії. Дуазарі, 3 (1).
5. Електроенцефалографія. (sf). Отримано 31 грудня 2016 року з Вікіпедії.
6. Гарсія, TT (2011). Основний посібник для медсестер з електроенцефалографії. Навчальна сестра, 94, 29-33.
7. Меріно, М. та Мартінес, А. (2007). Звичайна електроенцефалографія в педіатрії, техніці та інтерпретації. Педіатр Континент. 5 (2): 105-8.
8. Нідермайєр, Е., і да Сілва, Флорида (ред.). (2005). Електроенцефалографія: основні принципи, клінічне застосування та суміжні галузі. Lippincott Williams & Wilkins.
9. Ramos-Argüelles, F., Morales, G., Egozcue, S., Pabón, RM, & Alonso, MT (2009). Основні методи електроенцефалографії: принципи та клінічне застосування. Anales del Sistema Sanitario de Navarra, 32 (Suppl. 3), 69-82. Отримано 31 грудня 2016 року з scielo.isciii.es.