Elektroencefalogram možganov - princip delovanja in metode uporabe

Če oseba, ki je v stanju duševnega in fizičnega počitka, nanese elektrode na glavo in jih prek ojačevalnika poveže s snemalno napravo, potem lahko ujamete električne vibracije… Te vibracije izvirajo iz možganske skorje in so povezane s posebno živčno aktivnostjo. Posnamejo se tudi neposredno iz možganov, ko se med operacijo odpre lobanja.

Prisotnost ritmičnih, spontano nastalih električnih nihanj v možganih sta leta 1875 ugotovila ruski fiziolog V. Ya Danilevsky in angleški znanstvenik Richard Cato, neodvisno drug od drugega, s poskusi na živalih z odprto lobanjo.

Kasneje je bilo dokazano, da je mogoče snemati električne tokove možganov skozi kožo in kosti nepoškodovane lobanje. To je služilo kot osnova za prehod na študij teh pojavov pri ljudeh.

Najbolj zanimiva lastnost električnih vibracij človeških možganov je njihov značilen, skoraj pravilen ritem s frekvenco približno 10 Hz - to so tako imenovani alfa valovi.V njihovem ozadju so vidna pogostejša nihanja - beta valovi pri 13 - 30 Hz in gama valovi pri 60 - 150 Hz in več. Opaziti je tudi počasnejša nihanja - valovanje 1 - 3 - 7 Hz.

Električno valovno obliko možganov imenujemo elektroencefalogram, veja elektrofiziologije, ki preučuje vzorce električne aktivnosti v možganih, pa se imenuje elektroencefalografija (EEG).Elektroencefalogrami so primerni za Fourierjevo matematično analizo.

Elektroencefalografija je zelo pomembna za teoretične študije možganske aktivnosti, pa tudi za praktične namene diagnosticiranja možganskih bolezni.

Za zaščito predmeta pred zunanjimi elektromagnetnimi polji, ga postavimo v oklopljen prostor. Viri napak pri pridobivanju elektroencefalograma: kožni in mišični potencial, elektrokardiogram, arterijska pulzacija, premikanje elektrod, gibanje vek in oči ter šum ojačevalnika.

Najboljši elektroencefalogram dobimo pri osebi v popolnem počitku: oseba bolje sedi ali leži (vendar ne spi) v zvočno izolirani temni sobi v udobnem položaju, izolirana od zunanjih dražljajev in v popolnem počitku.

Ta okoliščina je zelo pomembna. Pogosto je pri ljudeh, ki prvič pridejo v študijo, težko registrirati elektroencefalogram zaradi njihove budnosti in strahu pred nenavadnim okoljem.

Ljudje se med seboj razlikujemo po lastnih značilnostih EEG. Pri nekaterih je zelo enostavno zaznati pravilen ritem alfa valov, pri drugih se sploh ne zabeleži.

Elektroencefalogrami se razlikujejo tudi po obliki, amplitudi, trajanju, pravilnosti alfa valov, pa tudi po lokaciji, številu in jakosti ostalih valov - beta, delta in gama.

Zanimivo je opaziti presenetljivo stalnost osnovnih značilnosti človeškega elektroencefalograma, ugotovljeno s ponavljajočimi se večmesečnimi študijami.

Običajno je mogoče vnaprej vedeti, kako hitro se bo pri dobro raziskanem subjektu vzpostavil pravilen elektroencefalogram in kakšne so njegove značilnosti. Vendar pa poleg velike konstantnosti značilnih lastnosti posameznega elektroencefalograma zdrave osebe obstaja tudi njegova velika fiziološka variabilnost, tudi v istem dnevu.

Nepogrešljiv pogoj za pridobitev pravilnega elektroencefalograma osebe je izjemen počitek budnih možganov. Razumljivo je, kako težko je to doseči v energičnem stanju, z izklopom možganske aktivnosti.

Če ure in ure dan za dnem opazujemo električne vibracije, ki se pojavljajo v človekovi možganski skorji, lahko opazimo, da so možgani pogosto kot ogledalo, ki odseva to, kar posameznik počne v tem trenutku.

Včasih pravilni ritmi možganov nenadoma izginejo sami ali se pojavijo visokofrekvenčna nihanja ali pa se pojavijo posebni mišični tokovi. Pomeni, da je oseba o nečem razmišljala, naredila nekaj gibov, si nekaj predstavljala. Spremenljivost elektroencefalograma odraža nihanja v razdražljivosti centralnega živčnega sistema.

Če osebo prosite, da opravi nekaj miselnega dela, na primer reševanje problema, ki predstavlja težko situacijo, potem lahko opazite izginotje rednega ritma alfa valov in pojav visokofrekvenčnih nihanj. Med intenzivnim mentalnim delom se alfa valovi nadomestijo z visokofrekvenčnimi razelektritvami 500-1000 Hz, ki trajajo ves čas duševne aktivnosti, po koncu katerih se alfa valovi obnovijo.

Visokofrekvenčna nihanja, povezana z duševno aktivnostjo, lahko trajajo dolgo časa. Pri študentu, ki običajno vzpostavi normalen možganski ritem, postane težko zabeležiti EEG - opazimo le visokofrekvenčna nihanja. Izkazalo se je, da je bil zaposlen s pripravami na izpite v svojih dnevih prostih poskusov.

Pri drugem subjektu, ki je imel normalno pravilen elektroencefalogram s presenetljivo lahkoto, so enkrat opazili samo visokofrekvenčna nihanja. Izkazalo se je, da je pred poskusom risal dve uri.

Na splošno je normalen ritem alfa valov značilen za človeške možgane v mirnem stanju, z njihovo aktivnostjo pa so povezana visokofrekvenčna nihanja, beta in gama valovi.

Ritmična aktivnost možganov se poleg motoričnega področja začne pri človeku šele mesec dni po rojstvu; očitno se razvija sočasno s kortikalno aktivnostjo, ko otrok začne prepoznavati in prijemati predmete.

Ker se v tej starosti razlikuje od tistega pri odraslih, se elektroencefalogram postopoma spreminja, le do 11-12 let se približa normi za odraslega.Ritmična aktivnost možganov se med spanjem nadaljuje, vendar se spremeni, postane bolj poenostavljena in pojavijo se gladke, počasne vibracije.

Zanimivo je, da ritma spečih možganov ne zmoti na primer hrup avtomobila iz sosednje sobe ali zvok hupe z ulice, če pa se v sobi sliši zvok, npr. na primer šelestenje papirja, povezano z dejstvom, da je nekdo v sobi.speči možgani se spremenijo. To je posledica prisotnosti "možganskih opazovalnih točk", ki so budne med človekovim spanjem.

S pomočjo elektroencefalografske metode je mogoče objektivno opazovati in beležiti te zapletene spremembe možganske aktivnosti, povezane z določenim subjektivnim občutkom.

Pri možganski bolezni se pojavijo valovi posebne oblike in trajanja. Pri možganskih tumorjih se pojavijo počasni valovi s frekvenco 1-3 Hz, ki jih imenuje delta valovi. Delta valovi se posnamejo, ko jih zajamemo s točke na lobanji neposredno nad tumorjem, medtem ko se zajamemo z drugih predelov možganov, ki jih tumor ne zajame, normalni valovi. Pojav delta valov v delu možganov, ki ga je prizadel tumor, je določen z degeneracijo korteksa na tem mestu.

Na ta način elektroencefalogram pomaga prepoznati prisotnost tumorja in njegovo natančno lokacijo. Delta valove v elektroencefalogramu najdemo tudi pri drugih patoloških stanjih možganov.

Pri nekaterih poškodbah: patološke delta valove opazimo v elektroencefalogramu več let po poškodbi glave.

Ritmi človeških možganov se spremenijo ali popolnoma izginejo z izgubo zavesti, ki jo povzročijo različni vzroki, spremenijo se s pomanjkanjem kisika.Tako so v poskusih proučevali učinek dihanja mešanice zraka z zmanjšanim odstotkom kisika, ki povzroči izgubo zavesti, se zabeležijo skupine konicam podobnih valov, izjemne napetosti, kot da bi možgani izgubili nekakšno zavoro.

Enake spazmodične počasne valove so zabeležili pri ljudeh, nezavestnih zaradi pretresa možganov takoj po poškodbi glave. Pri nekaterih možganskih boleznih so registrirani visokofrekvenčni potenciali (na primer pri shizofreniji) ali v menjavi počasnega vala in vala (pri epilepsiji).

Metoda elektroencefalografije je bistvena za diagnozo in preučevanje možganskih bolezni. Kar se tiče teoretičnega pomena, elektroencefalografija, ki omogoča registracijo stanja razdražljivosti možganske skorje, odpira dostop do neposrednega preučevanja procesov vzbujanja in inhibicije v človeških možganih, katerih razmerje velja za glavne mehanizme živčne aktivnosti. .