Elektroencefalogram av hjernen - handlingsprinsipp og påføringsmetoder

Hvis en person, som er i en tilstand av mental og fysisk hvile, påfører elektroder på hodet og gjennom en forsterker kobler dem til en opptaksenhet, kan du fange elektriske vibrasjoner… Disse vibrasjonene har sin opprinnelse i hjernebarken og er assosiert med spesiell nervøs aktivitet. De registreres også direkte fra hjernen når hodeskallen åpnes under operasjonen.

Tilstedeværelsen av rytmiske, spontant forekommende elektriske svingninger i hjernen ble etablert i 1875 av den russiske fysiologen V. Ya. Danilevsky og den engelske forskeren Richard Cato, uavhengig av hverandre, og eksperimenterte på dyr med åpen hodeskalle.

Det ble senere vist at det var mulig å registrere elektriske strømmer i hjernen gjennom huden og beinene i den intakte hodeskallen. Dette fungerte som grunnlaget for overgangen til studiet av disse fenomenene hos mennesker.

Det mest interessante trekk ved de elektriske vibrasjonene til den menneskelige hjernen er deres karakteristiske, nesten regelmessige rytme med en frekvens på omtrent 10 Hz - dette er de såkalte alfabølgene.I bakgrunnen deres er hyppigere oscillasjoner synlige - betabølger ved 13 - 30 Hz og gammabølger ved 60 - 150 Hz og over. Langsommere oscillasjoner observeres også - bølger på 1 - 3 - 7 Hz.

Hjernens elektriske bølgeform kalles et elektroencefalogram, og grenen av elektrofysiologien som studerer mønstrene for elektrisk aktivitet i hjernen kalles elektroencefalografi (EEG).Electroencefalogrammer egner seg til Fourier matematisk analyse.

Elektroencefalografi er av stor betydning for teoretiske studier av hjerneaktivitet, samt for praktiske formål med diagnostisering av hjernesykdommer.

For å beskytte objektet mot eksterne elektromagnetiske felt, plasseres det i et skjermet rom. Kilder til feil ved innsamling av elektroencefalogram: hud- og muskelpotensial, elektrokardiogram, arteriell pulsering, elektrodebevegelse, øyelokk- og øyebevegelser og forsterkerstøy.

Det beste elektroencefalogrammet oppnås fra en person i fullstendig hvile: en person sitter eller ligger bedre (men ikke sover) i et skjermet, lydtett mørkt rom i en komfortabel stilling, isolert fra ytre stimuli og i fullstendig hvile.

Denne omstendigheten er veldig viktig. Ofte hos personer som kommer til studien for første gang, er det vanskelig å registrere et elektroencefalogram på grunn av deres årvåkenhet og frykt for et uvanlig miljø.

Folk skiller seg fra hverandre i sine iboende EEG-egenskaper. Hos noen er det veldig enkelt å oppdage riktig rytme til alfabølger, hos andre registreres det ikke i det hele tatt.

Elektroencefalogrammer er også forskjellige i form, amplitude, varighet, regelmessighet av alfabølger, så vel som i plasseringen, antall og intensiteten til andre bølger - beta, delta og gamma.

Det er interessant å merke seg den overraskende konstansen til de grunnleggende egenskapene til det menneskelige elektroencefalogrammet, etablert ved gjentatte studier over mange måneder.

Det er vanligvis mulig å vite på forhånd hvor snart et vanlig elektroencefalogram vil bli etablert i et godt studert emne og hva hans karakteristiske trekk er. Imidlertid, sammen med den store konstanten til de særegne egenskapene til det individuelle elektroencefalogrammet til en frisk person, er det også en stor fysiologisk variasjon av det, selv i løpet av samme dag.

En uunnværlig betingelse for å få et vanlig elektroencefalogram av en person er den eksepsjonelle resten av den våkne hjernen. Det er forståelig hvor vanskelig det kan være å oppnå dette i en energisk tilstand, og slå av hjerneaktivitet.

Ved å observere i timevis, dag etter dag, de elektriske vibrasjonene som oppstår i en persons hjernebark, kan man se at hjernen ofte er som et speil, og reflekterer det man gjør for øyeblikket.

Noen ganger forsvinner de vanlige rytmene i hjernen plutselig av seg selv, eller det oppstår høyfrekvente svingninger eller spesielle muskelstrømmer. Det betyr at personen tenkte på noe, gjorde en bevegelse, forestilte seg noe. Variabiliteten til elektroencefalogrammet reflekterer fluktuasjoner i eksitabiliteten til sentralnervesystemet.

Hvis du ber en person om å utføre noe mentalt arbeid, for eksempel å løse et problem som representerer en vanskelig situasjon, kan du observere forsvinningen av den vanlige rytmen til alfabølger og utseendet til høyfrekvente svingninger. Under intenst mentalt arbeid erstattes alfabølger av høyfrekvente utladninger på 500-1000 Hz, som varer gjennom hele varigheten av mental aktivitet, etter avslutningen av hvilke alfabølger gjenopprettes.

Høyfrekvente svingninger knyttet til mental aktivitet kan vare i lang tid. Hos en student som vanligvis etablerer en normal hjernerytme, blir det vanskelig å registrere et EEG - bare høyfrekvente svingninger observeres. Det viste seg at han var opptatt med å forberede seg til eksamen på dagene fri for eksperimenter.

Hos en annen person som hadde et normalt regelmessig elektroencefalogram med overraskende letthet, ble det kun observert høyfrekvente svingninger én gang. Det viste seg at han hadde tegnet i to timer før forsøket.

Generelt er en normal rytme av alfabølger karakteristisk for den menneskelige hjernen i en rolig tilstand, og høyfrekvente oscillasjoner, beta- og gammabølger, er assosiert med aktiviteten.

Den rytmiske aktiviteten til hjernen, i tillegg til det motoriske området, begynner hos en person bare en måned etter fødselen; det utvikler seg, tilsynelatende, samtidig med kortikal aktivitet når barnet begynner å gjenkjenne og gripe gjenstander.

Siden det i denne alderen er forskjellig fra voksne, endres elektroencefalogrammet gradvis, bare ved 11-12 års alder nærmer det seg normen for en voksen.Den rytmiske aktiviteten til hjernen fortsetter i søvn, men endres, blir mer forenklet og jevne, langsomme vibrasjoner vises.

Det er interessant å merke seg at rytmen til den sovende hjernen ikke forstyrres, for eksempel av støy fra en bil fra neste rom eller lyden av et horn fra gaten, men hvis en lyd høres i rommet, f. for eksempel raslingen av papir, forbundet med at det er noen i rommet. den sovendes hjerne forandrer seg. Dette skyldes tilstedeværelsen av «observasjonspunkter i hjernen», som er våkne under en persons søvn.

Ved hjelp av den elektroencefalografiske metoden er det mulig å objektivt observere og registrere disse komplekse endringene i hjerneaktivitet forbundet med en viss subjektiv følelse.

Ved hjernesykdom vises bølger av en spesiell form og varighet. Ved hjernesvulster oppstår langsomme bølger med en frekvens på 1-3 Hz, som han kaller deltabølger. Deltabølger registreres når de tas opp fra punktet på skallen rett over svulsten, mens normale bølger registreres når de tas opp fra andre områder av hjernen som ikke tas opp av svulsten. Utseendet til deltabølger i den delen av hjernen som er påvirket av svulsten, bestemmes av degenerasjonen av cortex på dette stedet.

På denne måten hjelper elektroencefalogrammet til å gjenkjenne tilstedeværelsen av en svulst og dens nøyaktige plassering. Deltabølger i elektroencefalogrammet finnes også ved andre patologiske tilstander i hjernen.

I noen traumer: patologiske deltabølger observeres i elektroencefalogrammet mange år etter en hodeskade.

Rytmene til den menneskelige hjernen endres eller forsvinner helt med tap av bevissthet forårsaket av ulike årsaker, de endres med mangel på oksygen.Derfor, i eksperimenter som studerer effekten av å puste i en blanding av luft med redusert prosentandel av oksygen, som forårsaket tap av bevissthet, registreres grupper av pigglignende bølger, eksepsjonelle i spenning, som om hjernen har mistet en form for bremse.

De samme spastiske langsomme bølgene er registrert hos personer bevisstløse etter hjernerystelse umiddelbart etter en hodeskade. Ved enkelte hjernesykdommer registreres høyfrekvente potensialer (for eksempel ved schizofreni) eller ved veksling av langsom bølge og bølge (ved epilepsi).

Metoden for elektroencefalografi er avgjørende for diagnostisering og studie av hjernesykdommer. Når det gjelder den teoretiske betydningen, åpner elektroencefalografi, som gjør det mulig å registrere eksitabilitetstilstanden til hjernebarken, tilgang til direkte studie av prosessene med eksitasjon og hemming i den menneskelige hjernen, hvor forholdet anses som hovedmekanismene for nervøs aktivitet .