Elektroencefalogram mozgu - princíp účinku a spôsoby aplikácie

Ak si človek, ktorý je v psychickom a fyzickom kľude, priloží elektródy na hlavu a cez zosilňovač ich pripojí k záznamovému zariadeniu, tak môžete chytiť elektrické vibrácie… Tieto vibrácie vznikajú v mozgovej kôre a sú spojené so špeciálnou nervovou aktivitou. Zaznamenávajú sa aj priamo z mozgu pri otvorení lebky počas operácie.

Prítomnosť rytmických, spontánne sa vyskytujúcich elektrických oscilácií v mozgu bola stanovená v roku 1875 ruským fyziológom V. Ya.Danilevským a anglickým vedcom Richardom Catom, nezávisle od seba, experimentujúc na zvieratách s otvorenou lebkou.

Následne sa ukázalo, že je možné zaznamenať elektrické prúdy mozgu cez kožu a kosti neporušenej lebky. To slúžilo ako základ pre prechod na štúdium týchto javov u ľudí.

Najzaujímavejšou vlastnosťou elektrických vibrácií ľudského mozgu je ich charakteristický, takmer pravidelný rytmus s frekvenciou okolo 10 Hz – ide o takzvané alfa vlny.Na ich pozadí sú viditeľné častejšie oscilácie - beta vlny na frekvencii 13 - 30 Hz a gama vlny na frekvencii 60 - 150 Hz a vyššie. Pozorujú sa aj pomalšie oscilácie - vlny 1 - 3 - 7 Hz.

Elektrický priebeh mozgu sa nazýva elektroencefalogram a oblasť elektrofyziológie, ktorá študuje vzorce elektrickej aktivity v mozgu, sa nazýva elektroencefalografia (EEG). Elektroencefalogramy sa hodia na Fourierovu matematickú analýzu.

Elektroencefalografia má veľký význam pre teoretické štúdium mozgovej aktivity, ako aj pre praktické účely diagnostiky ochorení mozgu.

Aby bol objekt chránený pred vonkajšími elektromagnetickými poľami, je umiestnený v tienenej miestnosti. Zdroje chýb pri získavaní elektroencefalogramu: kožný a svalový potenciál, elektrokardiogram, arteriálna pulzácia, pohyb elektród, pohyb očných viečok a očí a šum zosilňovača.

Najlepší elektroencefalogram sa získa od človeka v úplnom pokoji: človek lepšie sedí alebo leží (ale nespí) v tienenej zvukotesnej tmavej miestnosti v pohodlnej polohe, izolovaný od vonkajších podnetov a v úplnom pokoji.

Táto okolnosť je veľmi dôležitá. Často u ľudí, ktorí prichádzajú do štúdia prvýkrát, je ťažké zaregistrovať elektroencefalogram kvôli ich ostražitosti a strachu z neobvyklého prostredia.

Ľudia sa navzájom líšia svojimi inherentnými EEG charakteristikami. V niektorých je veľmi jednoduché odhaliť správny rytmus alfa vĺn, v iných nie je zaznamenaný vôbec.

Elektroencefalogramy sa líšia aj tvarom, amplitúdou, trvaním, pravidelnosťou vĺn alfa, ako aj umiestnením, počtom a intenzitou ostatných vĺn – beta, delta a gama.

Je zaujímavé všimnúť si prekvapivú stálosť základných znakov ľudského elektroencefalogramu, zistenú opakovanými štúdiami počas mnohých mesiacov.

Zvyčajne je možné vopred vedieť, ako skoro sa u dobre študovaného subjektu vytvorí pravidelný elektroencefalogram a aké sú jeho charakteristické znaky. Spolu s veľkou stálosťou charakteristických znakov individuálneho elektroencefalogramu zdravého človeka však existuje aj jeho veľká fyziologická variabilita, a to aj počas toho istého dňa.

Nevyhnutnou podmienkou pre získanie pravidelného elektroencefalogramu človeka je výnimočný odpočinok bdelého mozgu. Je pochopiteľné, aké ťažké to môže byť dosiahnuť v energetickom stave, pri vypnutí mozgovej činnosti.

Pozorovaním elektrických vibrácií, ktoré sa vyskytujú v mozgovej kôre človeka celé hodiny, deň čo deň, je možné vidieť, že mozog je často ako zrkadlo, ktoré odráža to, čo človek práve robí.

Niekedy pravidelné rytmy mozgu náhle samy od seba zmiznú alebo sa objavia vysokofrekvenčné oscilácie, prípadne sa objavia zvláštne svalové prúdy. Znamená to, že človek o niečom premýšľal, urobil nejaký pohyb, niečo si predstavoval. Variabilita elektroencefalogramu odráža kolísanie excitability centrálneho nervového systému.

Ak požiadate osobu, aby vykonala nejakú duševnú prácu, napríklad vyriešila problém predstavujúci zložitú situáciu, potom môžete pozorovať vymiznutie pravidelného rytmu alfa vĺn a objavenie sa vysokofrekvenčných oscilácií. Pri intenzívnej duševnej práci sú alfa vlny nahradené vysokofrekvenčnými výbojmi 500-1000 Hz, trvajúcimi po celú dobu trvania duševnej činnosti, po ukončení ktorých sa alfa vlny obnovujú.

Vysokofrekvenčné oscilácie spojené s duševnou činnosťou môžu trvať dlho. U študenta, ktorý si zvyčajne vytvorí normálny mozgový rytmus, je ťažké zaznamenať EEG – pozorujú sa iba vysokofrekvenčné oscilácie. Ukázalo sa, že v dňoch bez experimentov bol zaneprázdnený prípravou na skúšky.

U iného subjektu, ktorý mal normálne pravidelný elektroencefalogram s prekvapivou ľahkosťou, boli raz pozorované iba vysokofrekvenčné oscilácie. Ukázalo sa, že pred experimentom kreslil už dve hodiny.

Vo všeobecnosti je normálny rytmus alfa vĺn charakteristický pre ľudský mozog v pokojnom stave a s jeho činnosťou sú spojené vysokofrekvenčné oscilácie, beta a gama vlny.

Rytmická činnosť mozgu okrem motorickej oblasti začína u človeka až mesiac po narodení; vyvíja sa zjavne súčasne s kortikálnou aktivitou, keď dieťa začína rozpoznávať a uchopovať predmety.

Keďže v tomto veku je iný ako u dospelých, elektroencefalogram sa postupne mení, až do 11-12 rokov sa približuje k norme pre dospelého.Rytmická činnosť mozgu v spánku pokračuje, ale mení sa, zjednodušuje sa a objavujú sa plynulé, pomalé vibrácie.

Zaujímavosťou je, že rytmus mozgu spiaceho človeka nenarúša napríklad hluk auta z vedľajšej miestnosti alebo zvuk klaksónu z ulice, ale ak sa v miestnosti ozve zvuk, napr. napríklad šušťanie papiera, spojené s tým, že je niekto v miestnosti.mozog spiaceho sa mení. Je to kvôli prítomnosti «pozorovacích bodov mozgu», ktoré sú počas spánku človeka v bdelom stave.

Pomocou elektroencefalografickej metódy je možné objektívne pozorovať a zaznamenávať tieto zložité zmeny mozgovej aktivity spojené s určitým subjektívnym vnemom.

Pri ochorení mozgu sa objavujú vlny špeciálneho tvaru a trvania. Pri mozgových nádoroch sa objavujú pomalé vlny s frekvenciou 1-3 Hz, ktoré nazýva delta vlny. Delta vlny sa zaznamenávajú pri snímaní z bodu na lebke priamo nad nádorom, zatiaľ čo pri snímaní z iných oblastí mozgu, ktoré nádor nezachytáva, sa zaznamenávajú normálne vlny. Vzhľad delta vĺn v časti mozgu postihnutej nádorom je určený degeneráciou kôry v tomto mieste.

Elektroencefalogram tak pomáha rozpoznať prítomnosť nádoru a jeho presnú polohu. Delta vlny v elektroencefalograme sa nachádzajú aj v iných patologických stavoch mozgu.

Pri niektorých traumách: patologické delta vlny sa pozorujú na elektroencefalograme mnoho rokov po poranení hlavy.

Rytmy ľudského mozgu sa menia alebo úplne zanikajú stratou vedomia spôsobenou z rôznych príčin, menia sa s nedostatkom kyslíka.Takže v experimentoch skúmajúcich vplyv dýchania v zmesi vzduchu so zníženým percentom kyslíka, ktorý spôsobila stratu vedomia , sú zaznamenané skupiny hrotovitých vĺn, výnimočných napätím, ako keby mozog stratil nejakú brzdu.

Rovnaké kŕčovité pomalé vlny boli zaznamenané u ľudí v bezvedomí z otrasu mozgu bezprostredne po poranení hlavy. Pri niektorých ochoreniach mozgu sa registrujú vysokofrekvenčné potenciály (napríklad pri schizofrénii) alebo pri striedaní pomalej vlny a vlny (pri epilepsii).

Metóda elektroencefalografie je nevyhnutná na diagnostiku a štúdium chorôb mozgu. Pokiaľ ide o teoretický význam, elektroencefalografia, ktorá umožňuje registrovať stav excitability mozgovej kôry, otvára prístup k priamemu štúdiu procesov excitácie a inhibície v ľudskom mozgu, ktorých pomer sa považuje za hlavné mechanizmy nervovej aktivity. .