Electroencephalogram otak - prinsip tindakan dan kaedah permohonan

Jika seseorang, yang berada dalam keadaan rehat mental dan fizikal, menggunakan elektrod pada kepala dan melalui penguat menyambungkannya ke peranti rakaman, maka anda boleh menangkap getaran elektrik… Getaran ini berasal dari korteks serebrum dan dikaitkan dengan aktiviti saraf khas. Mereka juga direkodkan terus dari otak apabila tengkorak dibuka semasa pembedahan.

Kehadiran ayunan elektrik yang berirama, secara spontan di dalam otak telah ditubuhkan pada tahun 1875 oleh ahli fisiologi Rusia V. Ya. Danilevsky dan saintis Inggeris Richard Cato, secara bebas antara satu sama lain, bereksperimen pada haiwan dengan tengkorak terbuka.

Ia kemudiannya menunjukkan bahawa adalah mungkin untuk merakam arus elektrik otak melalui kulit dan tulang tengkorak yang utuh. Ini menjadi asas untuk peralihan kepada kajian fenomena ini pada manusia.

Ciri yang paling menarik dari getaran elektrik otak manusia adalah ciri mereka, irama hampir biasa dengan frekuensi kira-kira 10 Hz - ini adalah gelombang alfa yang dipanggil.Di latar belakangnya, ayunan yang lebih kerap kelihatan - gelombang beta pada 13 - 30 Hz dan gelombang gamma pada 60 - 150 Hz dan ke atas. Ayunan yang lebih perlahan juga diperhatikan - gelombang 1 - 3 - 7 Hz.

Bentuk gelombang elektrik otak dipanggil electroencephalogram, dan cabang elektrofisiologi yang mengkaji corak aktiviti elektrik dalam otak dipanggil electroencephalography (EEG). Electroencephalograms meminjamkan diri kepada analisis matematik Fourier.

Electroencephalography adalah sangat penting untuk kajian teori aktiviti otak, serta untuk tujuan praktikal untuk mendiagnosis penyakit otak.

Untuk melindungi objek daripada medan elektromagnet luaran, ia diletakkan di dalam bilik terlindung. Sumber ralat dalam pemerolehan elektroensefalogram: potensi kulit dan otot, elektrokardiogram, denyutan arteri, pergerakan elektrod, pergerakan kelopak mata dan mata, dan bunyi penguat.

Elektroensefalogram terbaik diperoleh daripada seseorang dalam keadaan rehat sepenuhnya: seseorang itu duduk atau berbaring dengan lebih baik (tetapi tidak tidur) di dalam bilik gelap kalis bunyi yang disaring dalam kedudukan yang selesa, terpencil daripada rangsangan luar dan berehat sepenuhnya.

Keadaan ini sangat penting. Selalunya pada orang yang datang ke kajian buat kali pertama, sukar untuk mendaftarkan electroencephalogram kerana kewaspadaan dan ketakutan mereka terhadap persekitaran yang luar biasa.

Orang berbeza antara satu sama lain dalam ciri EEG yang wujud. Dalam sesetengahnya adalah sangat mudah untuk mengesan irama gelombang alfa yang betul, dalam yang lain ia tidak direkodkan sama sekali.

Electroencephalograms juga berbeza dalam bentuk, amplitud, tempoh, keteraturan gelombang alfa, serta lokasi, bilangan dan keamatan gelombang lain - beta, delta dan gamma.

Adalah menarik untuk diperhatikan keteguhan mengejutkan ciri-ciri asas electroencephalogram manusia, yang ditubuhkan oleh kajian berulang selama beberapa bulan.

Ia biasanya mungkin untuk mengetahui terlebih dahulu berapa lama electroencephalogram biasa akan ditubuhkan dalam subjek yang dipelajari dengan baik dan apakah ciri cirinya. Walau bagaimanapun, bersama-sama dengan keteguhan besar ciri-ciri tersendiri elektroensefalogram individu seseorang yang sihat, terdapat juga kebolehubahan fisiologi yang hebat, walaupun pada hari yang sama.

Keadaan yang sangat diperlukan untuk mendapatkan electroencephalogram biasa seseorang adalah seluruh otak yang terjaga. Dapat difahami betapa sukarnya untuk mencapai ini dalam keadaan bertenaga, mematikan aktiviti otak.

Dengan memerhati selama berjam-jam, hari demi hari, getaran elektrik yang berlaku dalam korteks serebrum seseorang, seseorang dapat melihat bahawa otak selalunya seperti cermin, mencerminkan apa yang sedang dilakukan pada masa ini.

Kadang-kadang irama biasa otak tiba-tiba hilang dengan sendirinya, atau ayunan frekuensi tinggi muncul, atau arus otot khas muncul. Ini bermakna orang itu memikirkan sesuatu, membuat pergerakan, membayangkan sesuatu. Kebolehubahan electroencephalogram mencerminkan turun naik dalam keceriaan sistem saraf pusat.

Jika anda meminta seseorang untuk melakukan beberapa kerja mental, sebagai contoh, menyelesaikan masalah yang mewakili situasi yang sukar, maka anda boleh memerhatikan kehilangan irama biasa gelombang alfa dan kemunculan ayunan frekuensi tinggi. Semasa kerja mental yang sengit, gelombang alfa digantikan dengan nyahcas frekuensi tinggi 500-1000 Hz, berkekalan sepanjang tempoh aktiviti mental, selepas penamatan gelombang alfa dipulihkan.

Ayunan frekuensi tinggi yang dikaitkan dengan aktiviti mental boleh bertahan lama. Dalam pelajar yang biasanya membentuk irama otak yang normal, menjadi sukar untuk merakam EEG — hanya ayunan frekuensi tinggi diperhatikan. Ternyata dia sibuk membuat persiapan untuk peperiksaan pada hari-harinya bebas daripada eksperimen.

Dalam subjek lain yang mempunyai elektroensefalogram biasa dengan mudah yang mengejutkan, hanya ayunan frekuensi tinggi diperhatikan sekali. Ternyata dia telah melukis selama dua jam sebelum eksperimen.

Secara umum, irama gelombang alfa yang normal adalah ciri otak manusia dalam keadaan tenang, dan ayunan frekuensi tinggi, gelombang beta dan gamma, dikaitkan dengan aktivitinya.

Aktiviti berirama otak, sebagai tambahan kepada kawasan motor, bermula pada seseorang hanya sebulan selepas kelahiran; ia berkembang, nampaknya, serentak dengan aktiviti kortikal apabila kanak-kanak mula mengenali dan memahami objek.

Oleh kerana pada usia ini ia berbeza daripada orang dewasa, elektroensefalogram secara beransur-ansur berubah, hanya pada usia 11-12 tahun ia mendekati norma untuk orang dewasa.Aktiviti berirama otak berterusan dalam tidur, tetapi berubah, menjadi lebih mudah dan lancar, getaran perlahan muncul.

Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa irama otak orang yang sedang tidur tidak terganggu, contohnya, oleh bunyi kereta dari bilik sebelah atau bunyi hon dari jalan, tetapi jika bunyi terdengar di dalam bilik, untuk contoh, bunyi gemerisik kertas, dikaitkan dengan fakta bahawa terdapat seseorang di dalam bilik itu. otak orang yang sedang tidur berubah. Ini disebabkan oleh kehadiran «titik pemerhatian otak», yang terjaga semasa tidur seseorang.

Dengan bantuan kaedah electroencephalographic, adalah mungkin untuk memerhati dan merekodkan secara objektif perubahan kompleks dalam aktiviti otak yang berkaitan dengan sensasi subjektif tertentu.

Dalam penyakit otak, gelombang bentuk dan tempoh khas muncul. Dalam tumor otak, gelombang perlahan dengan frekuensi 1-3 Hz muncul, yang dipanggil gelombang delta. Gelombang delta direkodkan apabila diambil dari titik pada tengkorak tepat di atas tumor, manakala apabila diambil dari kawasan lain otak yang tidak diambil oleh tumor, gelombang normal direkodkan. Kemunculan gelombang delta di bahagian otak yang terjejas oleh tumor ditentukan oleh degenerasi korteks di tempat ini.

Dengan cara ini, electroencephalogram membantu mengenal pasti kehadiran tumor dan lokasi tepatnya. Gelombang delta dalam electroencephalogram juga terdapat dalam keadaan patologi otak yang lain.

Dalam sesetengah trauma: gelombang delta patologi diperhatikan dalam elektroensefalogram bertahun-tahun selepas kecederaan kepala.

Irama otak manusia berubah atau hilang sepenuhnya dengan kehilangan kesedaran yang disebabkan oleh pelbagai sebab, ia berubah dengan kekurangan oksigen.Oleh itu, dalam eksperimen mengkaji kesan pernafasan dalam campuran udara dengan peratusan oksigen yang berkurangan, yang menyebabkan kehilangan kesedaran , kumpulan gelombang seperti spike, luar biasa dalam voltan, direkodkan, seolah-olah otak telah kehilangan beberapa jenis brek.

Gelombang perlahan spasmodik yang sama telah direkodkan pada orang yang tidak sedarkan diri akibat gegaran sejurus selepas kecederaan kepala. Dalam sesetengah penyakit otak, potensi frekuensi tinggi didaftarkan (contohnya, dalam skizofrenia) atau dalam pertukaran gelombang dan gelombang perlahan (dalam epilepsi).

Kaedah electroencephalography adalah penting untuk diagnosis dan kajian penyakit otak. Bagi kepentingan teori, elektroensefalografi, membolehkan untuk mendaftarkan keadaan keterujaan korteks serebrum, membuka akses kepada kajian langsung proses pengujaan dan perencatan dalam otak manusia, nisbah yang dianggap sebagai mekanisme utama aktiviti saraf. .