ELEKTROENCEFALOGRAM: HISTORIA, FUNKCJA, FALE - NEUROPSYCHOLOGIA - 2025

Elektroencefalogramu (EEG) jest to test stosowany do rejestrowania i oceny bioelektrycznej aktywności mózgu. Potencjały elektryczne uzyskuje się za pomocą elektrod umieszczonych na skórze głowy pacjenta.

Zapisy mogą być drukowane na przesuwającym się papierze za pomocą EEG lub mogą być przeglądane na monitorze. Aktywność elektryczną mózgu można mierzyć w podstawowych warunkach spoczynku, czuwania lub snu.

Zastosowanie elektroencefalogramu u dziecka

Elektroencefalogram jest używany między innymi do diagnostyki epilepsji, zaburzeń snu, encefalopatii, śpiączki i śmierci mózgu. Może być również używany w badaniach.

Wcześniej był używany do wykrywania ogniskowych zaburzeń mózgu, takich jak guzy lub udar. Obecnie stosuje się obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) i tomografię komputerową (CT).

Krótka historia elektroencefalogramu

Historia elektroencefalogramu zaczyna się w 1870 roku, kiedy to Fristsch i Hitzig, lekarze armii pruskiej, badali mózgi żołnierzy. Zostały one odkryte w bitwie pod Sedanem. Szybko zdali sobie sprawę, że poprzez stymulację niektórych obszarów mózgu prądem galwanicznym w ciele generowane są ruchy.

Richarda Birmicka Catona

Domena publiczna

Jednak dopiero w 1875 roku lekarz Richard Birmick Caton potwierdził, że mózg wytwarza prądy elektryczne. Pozwoliło to później neurologowi Ferrierowi na eksperymentowanie z „prądem faradycznym”, lokalizując funkcje motoryczne w mózgu.

Vladimir Pravdich-Neminsky

Domena publiczna

W 1913 roku Vladimir Pravdich-Neminsky jako pierwszy wykonał to, co nazwał „elektrokerebrogramem”, badając układ nerwowy psa. Do tego momentu wszystkie obserwacje prowadzono na odkrytych mózgach, ponieważ nie było żadnych zabiegów powiększania, które docierały do ​​wnętrza czaszki.

Hans Berger

Domena publiczna

W 1920 roku Hans Berger zaczął eksperymentować z ludźmi, a 9 lat później stworzył metodę pomiaru aktywności elektrycznej mózgu. Ukuł termin „elektroencefalogram”, aby scharakteryzować rejestrację fluktuacji elektrycznych w mózgu.

Ten niemiecki neurolog był tym, który odkrył „rytm Bergera”. To znaczy, obecne „fale alfa”, które składają się z oscylacji elektromagnetycznych, które pochodzą z synchronicznej aktywności elektrycznej wzgórza.

Berger, pomimo swojego wielkiego odkrycia, nie jestem w stanie rozwinąć tej metody ze względu na jego ograniczoną wiedzę techniczną.

W 1934 roku Adrian i Matthews podczas demonstracji w Society of Physiology (Cambridge) byli w stanie zweryfikować „rytm Bergera”. Autorzy ci posunęli się do przodu z lepszymi technikami i wykazali, że regularny i szeroki rytm 10 punktów na sekundę nie pochodzi z całego mózgu, ale z wizualnych obszarów skojarzeń.

Frederic Golla

Domena publiczna

Później Frederic Golla potwierdził, że w niektórych chorobach występowały zmiany w rytmicznych oscylacjach aktywności mózgu. Pozwoliło to na duży postęp w badaniach nad padaczką, uświadomienie sobie trudności tego zagadnienia i konieczności kompleksowego badania mózgu. Fisher i Lowenback w 1934 roku byli w stanie określić szczyty padaczkopodobne.

Wreszcie, William Gray Walter, amerykański neurolog biegły w robotyce, opracował własne wersje EEG i dodał ulepszenia. Dzięki niemu możliwe jest teraz wykrycie różnych typów fal mózgowych, od fal alfa po fale delta.

Jak działa elektroencefalogram?

Standardowe EEG to bezbolesne, nieinwazyjne badanie wykonywane przez przymocowanie elektrod do skóry głowy za pomocą przewodzącego żelu. Posiada kanał rejestrujący, który mierzy różnicę napięć między dwiema elektrodami. Zwykle używa się od 16 do 24 przewodów.

Pary elektrod są łączone tworząc tzw. „Mocowanie”, które może być bipolarne (poprzeczne i podłużne) lub monopolarne (referencyjne). Montaż bipolarny służy do rejestrowania różnicy napięcia w obszarach aktywności mózgu, podczas gdy monopolarny porównuje aktywną strefę mózgu z inną strefą bez aktywności lub bez aktywności.

Można również zmierzyć różnicę między aktywną strefą a średnią wszystkich lub niektórych aktywnych elektrod.

Inwazyjne elektrony (w mózgu) można wykorzystać do szczegółowego badania trudno dostępnych obszarów, takich jak mezjalna powierzchnia płata skroniowego.

Elektrokortykografia

Czasami może być konieczne umieszczenie elektrod blisko powierzchni mózgu, aby wykryć aktywność elektryczną w korze mózgowej. Elektrody są zwykle umieszczane pod oponą twardą (jedną z warstw opon mózgowych) poprzez nacięcie w czaszce.

Procedura ta nazywa się elektrokortykografią i jest stosowana w leczeniu opornej padaczki oraz do badań.

10-20 system

Istnieje znormalizowany system umieszczania elektrod zwany „systemem 10–20”. Oznacza to, że odległość między elektrodami powinna wynosić 10% lub 20% w stosunku do osi czołowych (od przodu do tyłu) lub poprzecznie (od jednej strony mózgu do drugiej).

Należy umieścić 21 elektrod, a każda elektroda będzie podłączona do jednego wejścia wzmacniacza różnicowego. Wzmacniacze rozkładają napięcie między elektrodą aktywną a elektrodą odniesienia od 1000 do 100 000 razy.

Obecnie sygnał analogowy nie jest używany i używane są wzmacniacze cyfrowe. Cyfrowy EEG ma ogromne zalety. Na przykład ułatwia analizę i przechowywanie sygnału. Dodatkowo pozwala na modyfikację takich parametrów jak filtry, czułość, czas nagrywania oraz montaż.

Sygnały EEG można rejestrować za pomocą sprzętu open source, takiego jak OpenBCI. Z drugiej strony, sygnał może być przetwarzany za pomocą bezpłatnego oprogramowania, takiego jak EEGLAB lub Neurophysiological Biomarker Toolbox.

Sygnał elektroencefalograficzny jest reprezentowany przez różnicę potencjału elektrycznego (ddp), który istnieje między dwoma punktami na powierzchni czaszki. Każdy punkt jest elektrodą.

Fale mózgowe EEG

Nasz mózg działa poprzez impulsy elektryczne, które przemieszczają się przez nasze neurony. Te impulsy mogą być rytmiczne lub nie i są znane jako fale mózgowe. Rytm składa się z regularnej fali, która ma tę samą morfologię i czas trwania oraz która zachowuje swoją własną częstotliwość.

Fale są klasyfikowane według ich częstotliwości, to znaczy według liczby powtórzeń fali na sekundę, i są wyrażane w hercach (Hz). Częstotliwości mają określony rozkład topograficzny i reaktywność. Większość sygnałów mózgowych obserwowanych na skórze głowy mieści się w zakresie od 1 do 30 Hz.

Z drugiej strony mierzona jest również amplituda. Określa się to na podstawie porównania odległości między linią podstawową a szczytem fali. Morfologia fali może być ostra, spiczasta, w kompleksach fali końcowej i / lub fali ostrej i wolnej.

W EEG można zobaczyć 4 główne pasma znane jako alfa, beta, theta i delta.

Fale beta

Fale beta. Źródło: Hugo Gamboa

Składają się z szerokich fal o częstotliwości od 14 do 35 Hz, które pojawiają się, gdy nie śpimy, wykonując czynności wymagające intensywnego wysiłku umysłowego, takie jak egzamin lub nauka.

Fale alfa

Fale beta. Źródło: Hugo Gamboa

Mają większą amplitudę niż poprzednie, a ich częstotliwość oscyluje między 8 a 13 Hz, pojawiają się, gdy osoba jest zrelaksowana, bez większego wysiłku umysłowego. Pojawiają się również, gdy zamykamy oczy, śnimy na jawie lub wykonujemy czynności, które w dużym stopniu zautomatyzowaliśmy.

Fale Theta

Fale beta. Źródło: Hugo Gamboa

Mają większą amplitudę, ale niższą częstotliwość (między 4 a 8 Hz). Odzwierciedlają stan wielkiego relaksu przed rozpoczęciem snu. W szczególności jest powiązany z wczesnymi fazami snu.

Fale delta

Fale delta. Źródło: Hugo Gamboa

Są to fale o najniższej częstotliwości (od 1 do 3 Hz). Są one związane z głębszymi fazami snu (etapy 3 i 4, w których zwykle nie śnisz).

Proces

Aby wykonać EEG, pacjent musi być zrelaksowany, w ciemnym otoczeniu iz zamkniętymi oczami. Zwykle trwa około 30 minut.

W pierwszej kolejności wykonuje się testy aktywacyjne, takie jak przerywana fotostymulacja (stosowanie bodźców świetlnych o różnych częstotliwościach) lub hiperwentylacja (regularne i głębokie oddychanie przez usta przez 3 minuty).

Może również wywoływać sen lub odwrotnie, utrzymywać pacjenta w stanie czuwania. Zależy to od tego, co badacz zamierza obserwować lub weryfikować. Ten film przedstawia aplikację u osoby dorosłej:

Interpretacja

Aby zinterpretować elektroencefalogram, konieczne jest poznanie normalnej aktywności mózgu w zależności od wieku i stanu pacjenta. Konieczne jest również zbadanie artefaktów i możliwych problemów technicznych, aby zminimalizować błędne interpretacje.

EEG może być nieprawidłowy, jeśli obecna jest aktywność przypominająca padaczkę (co sugeruje proces epileptyczny). Może to być zlokalizowane, uogólnione lub mieć określony i nietypowy wzór.

Może być również nieprawidłowy, gdy powolne fale są wizualizowane w określonym obszarze lub gdy występuje uogólniona asynchronia. Mogą również występować nieprawidłowości w amplitudzie lub gdy istnieje linia odbiegająca od normy.

Obecnie opracowano inne, bardziej zaawansowane techniki, takie jak monitorowanie wideo-EEG, ambulatoryjny EEG, telemetria, mapowanie mózgu, a także elektrokortykografia.

Rodzaje elektroencefalogramu

Istnieją różne typy EEG, które są wymienione poniżej:

Podstawowy elektroencefalogram

To ten, który wykonuje się, gdy pacjent jest w stanie przebudzenia, więc nie jest wymagane żadne przygotowanie. Aby uniknąć stosowania produktów, które mogą wpływać na badanie, przeprowadza się dobre czyszczenie skóry głowy.

Elektroencefalogram w okresie deprywacji snu

Konieczne jest wcześniejsze przygotowanie. Przed wykonaniem zabiegu pacjent musi być przytomny przez 24 godziny. Odbywa się to w celu umożliwienia wykonania fizjologicznych śladów faz snu w celu wykrycia nieprawidłowości, których nie można uzyskać za pomocą podstawowego EEG.

Wideo-elektroencefalogram

Jest to normalny zapis EEG, ale jego charakterystyczną cechą jest to, że podczas tego procesu pacjent jest nagrywany na wideo. Jego celem jest uzyskanie wizualnego i elektrycznego zapisu, aby obserwować, czy pojawi się kryzys lub pseudokryzys.

Elektroencefalogram śmierci mózgu

Jest to niezbędna technika do obserwacji aktywności kory mózgowej lub jej braku. Jest to pierwszy etap tak zwanego „protokołu śmierci mózgu”. Konieczne jest uruchomienie urządzenia do ekstrakcji i / lub przeszczepu narządów.

Zastosowania kliniczne

Elektroencefalogram jest stosowany w wielu różnych stanach klinicznych i neuropsychologicznych. Oto niektóre z jego zastosowań:

Wykrywaj epilepsje

Badanie EEG w epilepsji jest niezbędne do rozpoznania, ponieważ pozwala odróżnić go od innych patologii, takich jak napady psychogenne, omdlenia, zaburzenia ruchowe czy migreny.

Służy również do klasyfikowania zespołu padaczkowego, a także do kontrolowania jego ewolucji i skuteczności leczenia.

Wykrywaj encefalopatie

Encefalopatie obejmują uszkodzenie lub wadliwe działanie mózgu. Dzięki elektroencefalogramowi można dowiedzieć się, czy pewne objawy są wynikiem „organicznego” problemu mózgu, czy też innych zaburzeń psychicznych.

Kontroluj znieczulenie

Elektroencefalogram jest przydatny do kontrolowania głębokości znieczulenia, zapobiegając wejściu pacjenta w śpiączkę lub wybudzeniu.

Monitoruj funkcjonowanie mózgu

EEG jest niezbędny na oddziałach intensywnej terapii do monitorowania funkcji mózgu. Zwłaszcza drgawki, działanie środków uspokajających i znieczulenia u pacjentów w śpiączce indukowanej, a także w celu sprawdzenia wtórnego uszkodzenia mózgu. Na przykład ten, który może wystąpić w krwotoku podpajęczynówkowym.

Wykrywanie nieprawidłowego działania

Służy do diagnozowania nieprawidłowych zmian w organizmie, które mogą wpływać na mózg. Zwykle jest to niezbędna procedura w celu zdiagnozowania lub monitorowania chorób mózgu, takich jak choroba Alzheimera, urazy głowy, infekcje lub guzy.

Pewne wzorce elektroencefalograficzne mogą być interesujące w diagnostyce niektórych patologii. Na przykład opryszczkowe zapalenie mózgu, niedotlenienie mózgu, zatrucie barbituranami, encefalopatia wątrobowa lub choroba Creutzfeldta-Jakoba.

Sprawdź prawidłowy rozwój mózgu

U noworodków EEG może dostarczyć informacji o mózgu, aby zidentyfikować możliwe nieprawidłowości na podstawie ich długości życia.

Zidentyfikuj śpiączkę lub śmierć mózgu

Do oceny stanu świadomości pacjenta niezbędny jest elektroencefalogram. Dostarcza danych dotyczących zarówno rokowania, jak i stopnia spowolnienia aktywności mózgu, tak że niższa częstotliwość wskazywałaby na obniżenie poziomu świadomości.

Pozwala również obserwować, czy aktywność mózgu jest ciągła czy nieciągła, obecność aktywności padaczkopodobnej (co wskazuje na gorsze rokowanie) oraz reaktywność na bodźce (co świadczy o głębokości śpiączki).

Ponadto, dzięki niemu, można zweryfikować obecność wzorców snu (które są rzadkie, gdy śpiączka jest głębsza).

Patologie snu

EEG jest bardzo ważny w diagnostyce i leczeniu wielu patologii snu. Pacjenta można badać podczas snu i obserwować charakterystykę fal mózgowych.

Najczęściej stosowanym testem do badań gleby jest polisomnografia. To, oprócz włączenia elektroencefalogramu, jednocześnie rejestruje pacjenta na wideo. Ponadto pozwala analizować aktywność mięśni, ruchy oddechowe, przepływ powietrza, nasycenie tlenem itp.

Dochodzenie

Elektroencefalogram jest wykorzystywany w badaniach naukowych, zwłaszcza w neuronauce, psychologii poznawczej, neurolingwistyce i psychofizjologii. W rzeczywistości wiele rzeczy, które dziś wiemy o naszym mózgu, wynika z badań przeprowadzonych za pomocą EEG.

Bibliografia

1. Aktywność elektryczna mózgu: język do rozszyfrowania? (sf). Pobrane 31 grudnia 2016 r. Z Metode: Journal of Diffusion of Research of the University of Valencia. Zaczerpnięte z metode.cat/es/.
2. Barea Navarro, R. (sf). Temat 5: Elektroencefalografia. Pobrane 31 grudnia 2016 r. Z UNIVERSIDAD DE ALCALÁ, DEPARTMENT OF ELECTRONICS: Z bioingenieria.edu.ar.
3. Barlow, JS (1993). Elektroencefalogram: jego wzory i pochodzenie. Prasa MIT.
4. Barros, MIM i Guardiola, GT (2006). Podstawy elektroencefalografii. Duazary, 3 (1).
5. Elektroencefalografia. (sf). Pobrane 31 grudnia 2016 r. Z Wikipedii.
6. García, TT (2011). Podstawowy podręcznik dla pielęgniarek w elektroencefalografii. Teaching Nursing, 94, 29-33.
7. Merino, M. and Martínez, A. (2007). Elektroencefalografia konwencjonalna w pediatrii, technika i interpretacja. Kontynent Pediatr. 5 (2): 105-8.
8. Niedermeyer, E., & da Silva, FL (red.). (2005). Elektroencefalografia: podstawowe zasady, zastosowania kliniczne i dziedziny pokrewne. Lippincott Williams & Wilkins.
9. Ramos-Argüelles, F., Morales, G., Egozcue, S., Pabón, RM, & Alonso, MT (2009). Podstawowe techniki elektroencefalografii: zasady i zastosowania kliniczne. Anales del Sistema Sanitario de Navarra, 32 (supl. 3), 69–82. Pobrane 31 grudnia 2016 r.Z scielo.isciii.es.