Aivojen elektroenkefalogrammi - toimintaperiaate ja käyttötavat

Jos henkisessä ja fyysisessä levossa oleva henkilö laittaa elektrodit päähän ja kytkee ne vahvistimen kautta tallennuslaitteeseen, voit saada kiinni sähköiset värähtelyt… Nämä värähtelyt ovat peräisin aivokuoresta ja liittyvät erityiseen hermostoon. Ne tallennetaan myös suoraan aivoista, kun kallo avataan leikkauksen aikana.

Venäläinen fysiologi V. Ya. Danilevsky ja englantilainen tiedemies Richard Cato totesivat vuonna 1875 rytmisen, spontaanin sähköisen värähtelyn esiintymisen aivoissa toisistaan ​​riippumatta, kokeilemalla eläimiä, joilla on avoin kallo.

Myöhemmin osoitettiin, että oli mahdollista tallentaa aivojen sähkövirtoja ehjän kallon ihon ja luiden läpi. Tämä toimi perustana siirtymiselle näiden ilmiöiden tutkimukseen ihmisillä.

Mielenkiintoisin ominaisuus ihmisaivojen sähkövärähtelyissä on niiden ominainen, lähes säännöllinen rytmi, jonka taajuus on noin 10 Hz - nämä ovat niin sanottuja alfa-aaltoja.Niiden taustalla näkyvät useammin esiintyvät värähtelyt - beeta-aallot taajuudella 13 - 30 Hz ja gamma-aallot taajuudella 60 - 150 Hz ja enemmän. Myös hitaampia värähtelyjä havaitaan - aaltoja 1 - 3 - 7 Hz.

Aivojen sähköistä aaltomuotoa kutsutaan elektroenkefalogrammiksi, ja sähköfysiologian alaa, joka tutkii aivojen sähköisen toiminnan malleja, kutsutaan elektroenkefalografiaksi (EEG). Elektroenkefalogrammit soveltuvat Fourier-matemaattiseen analyysiin.

Elektroenkefalografialla on suuri merkitys aivotoiminnan teoreettisissa tutkimuksissa sekä käytännön tarkoituksiin aivosairauksien diagnosoinnissa.

Objektin suojaamiseksi ulkoisilta sähkömagneettisilta kentiltä se sijoitetaan suojattuun huoneeseen. Virhelähteet elektroenkefalogrammin hankinnassa: iho- ja lihaspotentiaali, EKG, valtimon pulsaatio, elektrodien liike, silmäluomien ja silmien liike sekä vahvistimen kohina.

Paras elektroenkefalogrammi saadaan täydellisessä levossa olevasta henkilöstä: henkilö istuu tai makaa paremmin (mutta ei nuku) suojatussa äänieristetyssä pimeässä huoneessa mukavassa asennossa, eristettynä ulkoisista ärsykkeistä ja täysin levossa.

Tämä seikka on erittäin tärkeä. Usein ensimmäistä kertaa tutkimukseen tulevien ihmisten on vaikea rekisteröidä sähköaivotutkimusta valppauden ja epätavallisen ympäristön pelon vuoksi.

Ihmiset eroavat toisistaan ​​luontaisten EEG-ominaisuuksiensa suhteen. Joissakin on erittäin helppo havaita alfa-aaltojen oikea rytmi, toisissa sitä ei tallenneta ollenkaan.

Elektroenkefalogrammit eroavat myös alfa-aaltojen muodosta, amplitudista, kestosta, säännöllisyydestä sekä muiden aaltojen - beeta-, delta- ja gamma-aaltojen sijainnista, lukumäärästä ja intensiteetistä.

On mielenkiintoista huomata ihmisen elektroenkefalogrammin perusominaisuuksien yllättävä pysyvyys, joka on todettu useiden kuukausien aikana toistuvilla tutkimuksilla.

Yleensä on mahdollista tietää etukäteen, kuinka pian säännöllinen sähköaivokuvaus muodostuu hyvin tutkitusta aiheesta ja mitkä ovat hänen ominaispiirteensä. Terveen ihmisen yksittäisen elektroenkefalogrammin erityispiirteiden suuren pysyvyyden ohella on kuitenkin myös suuri fysiologinen vaihtelu, jopa saman päivän aikana.

Välttämätön edellytys henkilön säännöllisen elektroenkefalogrammin saamiseksi on poikkeuksellinen hereillä olevien aivojen lepo. On ymmärrettävää, kuinka vaikeaa tämä voi olla saavuttaa energisessä tilassa, joka sammuttaa aivotoiminnan.

Tarkkailemalla tuntikausia, päivästä toiseen, ihmisen aivokuoressa esiintyviä sähköisiä värähtelyjä, voidaan nähdä, että aivot ovat usein kuin peili, joka heijastaa sitä, mitä ihminen tekee tällä hetkellä.

Joskus aivojen säännölliset rytmit katoavat yhtäkkiä itsestään tai ilmaantuu korkeataajuisia värähtelyjä tai ilmaantuu erityisiä lihasvirtoja. Se tarkoittaa, että henkilö ajatteli jotain, teki jonkin liikkeen, kuvitteli jotain. Elektroenkefalogrammin vaihtelevuus heijastaa keskushermoston kiihtyvyysvaihteluita.

Jos pyydät henkilöä tekemään henkistä työtä, esimerkiksi ratkaisemaan vaikeaa tilannetta edustavan ongelman, voit havaita alfa-aaltojen säännöllisen rytmin katoamisen ja korkeataajuisten värähtelyjen ilmaantumisen. Intensiivisen henkisen työn aikana alfa-aallot korvataan korkeataajuisilla 500-1000 Hz:n purkauksilla, jotka kestävät koko henkisen toiminnan ajan, jonka päätyttyä alfa-aallot palautuvat.

Henkiseen toimintaan liittyvät korkeataajuiset värähtelyt voivat kestää pitkään. Normaalin aivorytmin saavuttavan opiskelijan EEG:n tallentaminen on vaikeaa – havaitaan vain korkeataajuisia värähtelyjä. Kävi ilmi, että hän valmistautui kokeisiin kokemattomina päivinä.

Eräällä toisella koehenkilöllä, jolla oli normaalisti säännöllinen elektroenkefalogrammi yllättävän helposti, havaittiin vain kerran korkeataajuisia värähtelyjä. Kävi ilmi, että hän oli piirtänyt kaksi tuntia ennen koetta.

Yleensä normaali alfa-aaltojen rytmi on ominaista ihmisen aivoille rauhallisessa tilassa, ja korkeataajuiset värähtelyt, beeta- ja gamma-aallot, liittyvät sen toimintaan.

Aivojen rytminen toiminta alkaa motorisen alueen lisäksi ihmisellä vasta kuukauden kuluttua syntymästä; se kehittyy ilmeisesti samanaikaisesti aivokuoren toiminnan kanssa, kun lapsi alkaa tunnistaa esineitä ja tarttua niihin.

Koska tässä iässä se on erilainen kuin aikuisilla, elektroenkefalogrammi muuttuu vähitellen, vasta 11-12-vuotiaana se lähestyy aikuisen normia.Aivojen rytminen toiminta jatkuu unessa, mutta muuttuu, yksinkertaistuu ja ilmaantuu tasaisia, hitaita värähtelyjä.

On mielenkiintoista huomata, että nukkujan aivojen rytmiä ei häiritse esimerkiksi auton ääni viereisestä huoneesta tai torven ääni kadulta, mutta jos huoneesta kuuluu ääni, esimerkiksi paperin kahina, joka liittyy siihen, että huoneessa on joku.nukkujan aivot muuttuvat. Tämä johtuu "aivojen havaintopisteistä", jotka ovat hereillä ihmisen unen aikana.

Elektroenkefalografisen menetelmän avulla on mahdollista objektiivisesti tarkkailla ja tallentaa näitä monimutkaisia ​​muutoksia aivojen toiminnassa, jotka liittyvät tiettyyn subjektiiviseen tunteeseen.

Aivosairaudessa ilmaantuu erityismuotoisia ja -kestoisia aaltoja. Aivokasvaimissa ilmaantuu hitaita aaltoja taajuudella 1-3 Hz, joita hän kutsuu delta-aaltoiksi. Delta-aallot tallennetaan, kun ne poimitaan kallon kohdasta suoraan kasvaimen yläpuolelle, kun taas kun ne poimitaan muilta aivojen alueilta, joita kasvain ei poimi, normaalit aallot tallennetaan. Delta-aaltojen esiintyminen kasvaimen vaikuttamassa aivojen osassa määräytyy aivokuoren rappeutumisesta tässä paikassa.

Tällä tavalla elektroenkefalogrammi auttaa tunnistamaan kasvaimen läsnäolon ja sen tarkan sijainnin. Delta-aaltoja elektroenkefalogrammissa löytyy myös muista aivojen patologisista tiloista.

Joissakin traumoissa: patologisia delta-aaltoja havaitaan elektroenkefalogrammissa monta vuotta päävamman jälkeen.

Ihmisen aivojen rytmit muuttuvat tai häviävät kokonaan eri syistä johtuvan tajunnan menetyksen myötä, ne muuttuvat hapenpuutteen myötä.Täten kokeissa, joissa tutkitaan hengityksen vaikutusta ilmaseoksessa, jossa on alentunut happiprosentti, mikä aiheutti tajunnan menetyksen , ryhmiä piikkimäisiä aaltoja, joiden jännite on poikkeuksellisen suuri, tallennetaan, ikään kuin aivot olisivat menettäneet jonkinlaisen jarrun.

Samoja puuskittaisia ​​hitaita aaltoja on havaittu ihmisillä, jotka ovat tajuttomia aivotärähdyksestä välittömästi päävamman jälkeen. Joissakin aivosairauksissa korkeataajuisia potentiaalia rekisteröidään (esimerkiksi skitsofreniassa) tai hitaan aallon ja aallon vuorottelussa (epilepsiassa).

Elektroenkefalografiamenetelmä on välttämätön aivosairauksien diagnosoinnissa ja tutkimuksessa. Mitä tulee teoreettiseen merkitykseen, elektroenkefalografia, joka mahdollistaa aivokuoren kiihtyvyystilan rekisteröinnin, avaa pääsyn suoraan tutkimukseen ihmisen aivoissa tapahtuvista viritys- ja estoprosesseista, joiden suhdetta pidetään hermoston toiminnan päämekanismeina. .