Elektroencefalogram af hjernen - handlingsprincip og anvendelsesmetoder

Hvis en person, der er i en tilstand af mental og fysisk hvile, påfører elektroder på hovedet og gennem en forstærker forbinder dem med en optageenhed, så kan du fange elektriske vibrationer… Disse vibrationer stammer fra hjernebarken og er forbundet med særlig nervøs aktivitet. De optages også direkte fra hjernen, når kraniet åbnes under operationen.

Tilstedeværelsen af ​​rytmiske, spontant forekommende elektriske svingninger i hjernen blev fastslået i 1875 af den russiske fysiolog V. Ya Danilevsky og den engelske videnskabsmand Richard Cato, der uafhængigt af hinanden eksperimenterede på dyr med åbent kranium.

Det blev efterfølgende vist, at det var muligt at registrere elektriske strømme i hjernen gennem huden og knoglerne i det intakte kranium. Dette tjente som grundlag for overgangen til studiet af disse fænomener hos mennesker.

Det mest interessante træk ved de elektriske vibrationer i den menneskelige hjerne er deres karakteristiske, næsten regelmæssige rytme med en frekvens på omkring 10 Hz - det er de såkaldte alfabølger.I deres baggrund er hyppigere svingninger synlige - betabølger ved 13 - 30 Hz og gammabølger ved 60 - 150 Hz og derover. Langsommere svingninger observeres også - bølger på 1 - 3 - 7 Hz.

Hjernens elektriske bølgeform kaldes et elektroencefalogram, og den gren af ​​elektrofysiologien, der studerer mønstrene for elektrisk aktivitet i hjernen, kaldes elektroencefalografi (EEG).Elektroencefalogrammer egner sig til Fourier matematisk analyse.

Elektroencefalografi er af stor betydning for teoretiske undersøgelser af hjerneaktivitet, såvel som for praktiske formål med diagnosticering af hjernesygdomme.

For at beskytte objektet mod eksterne elektromagnetiske felter placeres det i et afskærmet rum. Kilder til fejl i elektroencefalogramoptagelse: hud- og muskelpotentiale, elektrokardiogram, arteriel pulsering, elektrodebevægelse, øjenlågs- og øjenbevægelse og forstærkerstøj.

Det bedste elektroencefalogram opnås fra en person i fuldstændig hvile: en person sidder eller ligger bedre (men ikke sover) i et afskærmet, lydtæt mørkt rum i en behagelig stilling, isoleret fra ydre stimuli og i fuldstændig hvile.

Denne omstændighed er meget vigtig. Ofte hos personer, der kommer til undersøgelsen for første gang, er det svært at registrere et elektroencefalogram på grund af deres årvågenhed og frygt for et usædvanligt miljø.

Mennesker adskiller sig fra hinanden i deres iboende EEG-karakteristika. Hos nogle er det meget nemt at registrere den korrekte rytme af alfabølger, hos andre er det slet ikke optaget.

Elektroencefalogrammer adskiller sig også i form, amplitude, varighed, regelmæssighed af alfabølger, såvel som i placeringen, antallet og intensiteten af ​​andre bølger - beta, delta og gamma.

Det er interessant at bemærke den overraskende konstanthed af de grundlæggende træk ved det menneskelige elektroencefalogram, etableret ved gentagne undersøgelser over mange måneder.

Det er normalt muligt at vide på forhånd, hvor hurtigt et almindeligt elektroencefalogram vil blive etableret i et velstuderet emne, og hvad dets karakteristiske træk er. Men sammen med den store konstanthed af de karakteristiske træk ved det individuelle elektroencefalogram af en rask person, er der også en stor fysiologisk variation af det, selv i løbet af den samme dag.

En uundværlig betingelse for at opnå et regelmæssigt elektroencefalogram af en person er den ekstraordinære hvile af den vågne hjerne. Det er forståeligt, hvor svært det kan være at opnå dette i en energisk tilstand, der slukker for hjerneaktivitet.

Ved i timevis, dag efter dag, at observere de elektriske vibrationer, der opstår i en persons hjernebark, kan man se, at hjernen ofte er som et spejl, der afspejler, hvad man laver i øjeblikket.

Nogle gange forsvinder hjernens regelmæssige rytmer pludselig af sig selv, eller der opstår højfrekvente svingninger, eller der opstår særlige muskelstrømme. Det betyder, at personen tænkte på noget, lavede en eller anden bevægelse, forestillede sig noget. Variabiliteten af ​​elektroencefalogrammet afspejler fluktuationer i excitabiliteten af ​​centralnervesystemet.

Hvis du beder en person om at udføre noget mentalt arbejde, for eksempel at løse et problem, der repræsenterer en vanskelig situation, så kan du observere forsvinden af ​​den almindelige rytme af alfabølger og udseendet af højfrekvente svingninger. Under intenst mentalt arbejde erstattes alfabølger af højfrekvente udladninger på 500-1000 Hz, der varer i hele varigheden af ​​mental aktivitet, efter afslutningen af ​​hvilke alfabølger genoprettes.

Højfrekvente svingninger forbundet med mental aktivitet kan vare i lang tid. Hos en studerende, der normalt etablerer en normal hjernerytme, bliver det svært at optage et EEG - kun højfrekvente svingninger observeres. Det viste sig, at han havde travlt med at forberede sig til eksamen på sine dage fri for eksperimenter.

Hos en anden person, som havde et normalt regelmæssigt elektroencefalogram med overraskende lethed, blev der kun observeret højfrekvente svingninger én gang. Det viste sig, at han havde tegnet i to timer før forsøget.

Generelt er en normal rytme af alfabølger karakteristisk for den menneskelige hjerne i en rolig tilstand, og højfrekvente svingninger, beta- og gammabølger, er forbundet med dens aktivitet.

Hjernens rytmiske aktivitet, ud over det motoriske område, begynder hos en person kun en måned efter fødslen; det udvikler sig tilsyneladende samtidig med kortikal aktivitet, da barnet begynder at genkende og gribe objekter.

Da det i denne alder er forskelligt fra voksnes, ændrer elektroencefalogrammet sig gradvist, først ved 11-12 års alderen nærmer det sig normen for en voksen.Hjernens rytmiske aktivitet fortsætter i søvn, men ændrer sig, bliver mere forenklet og jævne, langsomme vibrationer opstår.

Det er interessant at bemærke, at rytmen i den sovendes hjerne ikke forstyrres, for eksempel af støjen fra en bil fra det næste rum eller lyden af ​​et horn fra gaden, men hvis der høres en lyd i rummet, f.eks. f.eks. raslen af ​​papir, forbundet med, at der er nogen i rummet. den sovendes hjerne ændrer sig. Dette skyldes tilstedeværelsen af ​​«hjernens observationspunkter», som er vågne under en persons søvn.

Ved hjælp af den elektroencefalografiske metode er det muligt objektivt at observere og registrere disse komplekse ændringer i hjerneaktivitet forbundet med en vis subjektiv fornemmelse.

Ved hjernesygdomme opstår bølger af en særlig form og varighed. Ved hjernetumorer opstår langsomme bølger med en frekvens på 1-3 Hz, som han kalder deltabølger. Deltabølger registreres, når de optages fra punktet på kraniet direkte over tumoren, mens normale bølger registreres, når de optages fra andre områder af hjernen, der ikke optages af tumoren. Udseendet af deltabølger i den del af hjernen, der er påvirket af tumoren, bestemmes af degenerationen af ​​cortex på dette sted.

På denne måde hjælper elektroencefalogrammet med at genkende tilstedeværelsen af ​​en tumor og dens nøjagtige placering. Deltabølger i elektroencefalogrammet findes også i andre patologiske tilstande i hjernen.

I nogle traumer: patologiske deltabølger observeres i elektroencefalogrammet mange år efter en hovedskade.

Den menneskelige hjernes rytmer ændrer sig eller forsvinder fuldstændigt med et tab af bevidsthed forårsaget af forskellige årsager, de ændrer sig ved mangel på ilt. Således i forsøg, der studerer effekten af ​​vejrtrækning i en blanding af luft med en reduceret procentdel af ilt, hvilket forårsaget et tab af bevidsthed, optages grupper af spidslignende bølger, exceptionelle i spænding, som om hjernen har mistet en form for bremse.

De samme krampagtige langsomme bølger er blevet registreret hos mennesker, der er bevidstløse fra hjernerystelse umiddelbart efter en hovedskade. Ved nogle hjernesygdomme registreres højfrekvente potentialer (for eksempel ved skizofreni) eller ved vekslen mellem slow wave og wave (ved epilepsi).

Metoden til elektroencefalografi er afgørende for diagnosticering og undersøgelse af hjernesygdomme. Hvad angår den teoretiske betydning, åbner elektroencefalografi, der gør det muligt at registrere tilstanden af ​​excitabilitet af hjernebarken, adgang til den direkte undersøgelse af excitations- og hæmningsprocesserne i den menneskelige hjerne, hvis forhold betragtes som de vigtigste mekanismer for nervøs aktivitet .