Электроэнцефалография (ЭЭГ) - метод исследования головного мозга, основанный на регистрации его суммарных электрических потенциалов. С помощью этого метода можно определять локализацию органических поражений мозга, а также, что более существенно, оценивать его функциональную активность.
В стволе мозга и в передних отделах лимбической системы имеются ядра, активация которых приводит к изменению уровня функциональной активности практически всего мозга. Эти образования подразделяются навосходящие активирующие системы, расположенные на уровне ретикулярной формации среднего мозга и в преоптических ядрах переднего мозга, и подавляющие, тормозящие, сомногенные системы, расположенные главным образом в продолговатом мозге, нижних отделах моста и неспецифических таламических ядрах. Активирующие ретикулокортикальные и лимбикокортикальные системы вызывают повышение уровня функциональной активности мозга, при активации сомногенных ретикулокортикальных и таламокортикальных систем уровень бодрствования снижается вплоть до засыпания.
Возбуждение активирующих ретикулокортикальных систем приводит к возникновению на ЭЭГ десинхронизации, выражающейся появлением высокочастотной, нерегулярной, низкоамплитудной активности. При снижении активности мозга сокращается афферентный приток. Отдельные нейроны функционально объединяются при этом в огромные популяции с синхронизированной активностью, которая отражается на ЭЭГ медленными, регулярными, высокоамплитудными колебаниями. Распространение возбуждения в мозге, изменение потенциалов на мембранах нейронов создают неоднородное в пространстве и изменяющееся во времени электрическое поле. В связи с этим, между двумя точками мозга, а также между мозгом и удаленными от него тканями организма возникает разность потенциалов, которая и регистрируется с помощью метода электроэнцефалографии. При экспериментах на животных регистрируется электроэнцефалограмма коры и подкорковых структур. В клинических исследованиях ЭЭГ отводится, с помощью электродов, расположенных на интактных покровах головы человека и в некоторых экстракраниальных точках.
Рис. 1. Схема восходящих систем регуляции уровня активности мозга. D1 и D2 -десинхронизирующие активирующие системы переднего мозга и среднего мозга, S1 и S2 - синхронизирующие тормозящие системы продолговатого мозга и моста и неспецифических ядер промежуточного мозга.
| Буквенные индексы означают: О - затылочное отведение; Р - теменное отведение, С - центральное отведение; F - лобное отведение; Т - височное отведение; Та - переднее височное отведение; Тр -заднее височное отведение; d - правое полушарие мозга; s - левое полушарие. |
Рис 2. Международная схема расположения электродов 10-20.
Отведение ЭЭГ может быть монополярным, при котором активный электрод располагается над определённым участком мозга, а пассивный (референтный) - на мочке уха, подбородке или на носу. При биполярном отведении регистрируется изменение разности потенциалов между электродами, расположенными над мозгом.
Разность потенциалов между электродами на интактных покровах головы не превышает 100 - 150 мкВ, поэтому отводимые сигналы усиливаются, затем отфильтровываются от различных помех и регистрируются на чернилопишущем устройстве. В цифровых электроэнцефалографах ЭЭГ записывается на магнитном носителе или лазерном компакт-диске с одновременным выводом на экран.
Рис 3. Блок-схема электроэнцефалографа. 1 - голова исследуемого с отводящими электродами; 2 - входная коробка; 3 - соединительные кабели; 4 - селекторный блок с переключателями для каждого канала; 5 - блок усиления (У) с фильтрами высокой и низкой частоты (Ф); 6 - блок регистрации.
Основными характеристиками ЭЭГ являются частота и амплитуда: Частота определяется количеством колебаний в секунду и выражается в герцах (Гц). Амплитуда измеряется от пика предшествующей волны до пика последующей волны в противоположной фазе и выражается в микровольтах (мкВ). Для пересчёта используется калибровочный сигнал. В соответствии с международным стандартом отклонение пера на 7 мм соответствует 50 мкВ.
Рис 4. Измерение частоты (I) и амплитуды (II) на ЭЭГ.
Определёный тип электрической активности, соответствующий тому или иному состоянию мозга, соответствует понятию «ритм». Для взрослого бодрствующего человека наиболее характерны α- (альфа) и β- (бета) ритмы.
Альфа (α) - ритм имеет частоту 8 - 13 Гц, амплитуду до 100 мкВ. Ритм лучше всего выражен в затылочных областях, наибольшую амплитуду имеет в состоянии спокойного расслабленного бодрствования, особенно при закрытых глазах.
Бета (β) - ритм. Частота 14 - 40 Гц, амплитуда до 15 мкВ. Ритм появляется при повышении функциональной активности мозга, например, при открывании глаз (реакция десинхронизации).
Рис 5. Основные ритмы ЭЭГ.
Тета (θ) - ритм с частотой 4-6 Гц и амплитудой от 40 до 300 мкВ и дельта (δ) - ритм, имеющий частоту 0,5-3 Гц и амплитуду как у тета-ритма могут в небольшом количестве встречаться на ЭЭГ взрослого здорового человека, у детей и подростков они наблюдаются чаще. Медленноволновые ритмы характерны для состояния сна. Увеличение доли θ - ритма и δ - ритма при возрастании их амплитуды у взрослого бодрствующего человека свидетельствует о развитии патологических процессов.
Содержание работы:
1. Устанавливают с помощью шлема электроды для лобного и затылочного отведений при биполярном способе записи.
2. Проводят калибровку прибора.
3. Осуществляют регистрацию ЭЭГ при открытых и закрытых глазах.
Рис 6. Реакция десинхронизации на ЭЭГ при открывании глаз. Обозначения: F - лобные отведения, О - затылочные отведения, вертикальная линия - момент открывания глаз.
Анализ ЭЭГ человека.
Определить частоту и амплитуду альфа-ритма затылочных и лобных отведений ЭЭГ при открытых и закрытых глазах. Частоту альфа-ритма определяют на случайных односекундных отрезках ЭЭГ на протяжении всего времени регистрации и выражают в виде средней величины в герцах; максимальную амплитуду альфа-волн измеряют от пика до пика и приводят к калибровке. См. пример - рис.4.
Рекомендации к оформлению протокола:
сделать заключения:
1. есть ли различия по частоте и амплитуде альфа-ритма в лобных и затылочных отведениях ЭЭГ покоя;
2. как изменяется частота и амплитуда альфа-ритма лобных и затылочных отведений ЭЭГ при открывании глаз по сравнению с ЭЭГ, зарегистрированной при закрытых глазах.