Сердце расположено в центре генерируемого электрического поля, схематично ограниченного осями отведений. Если опустить перпендикуляры от сердца к оси каждого стандартного отведения, то они разделят ось каждого отведения на две равные части - положительную и отрицательную, как показано на рисунке. Если ЭДС сердца проецируется на положительную часть осей стандартных отведений, то кардиограф регистрирует положительный зубец в этих отведениях. И, наоборот, если ЭДС сердца проецируется на отрицательную часть осей - кардиограф регистрирует отрицательный зубец в этих отведениях.
Если спроецировать оси стандартных отведений (стороны треугольника) непосредственно на сердце, расположенное в центре треугольника Эйнтховена, - то получится трехосевая система отведений.
3,Электрохимические явления в возбудимой ткани
Структурно-функциональной единицей нервной системы является нервная клетка, или нейрон. От тела нейрона отходит множество коротких древовидно ветвящихся отростков (дендритов) и один длинный отросток (аксон). Аксон, всегда более крупный (до 1 м) и менее ветвистый, тянется из головного или спинного мозга до рабочего органа и образует нервы периферической нервной системы.
На теле и на отростках нервных клеток имеется большое количество синапсов, через которые поступает информация от других нейронов. Скопление тел нервных клеток с их дендритами образует серое вещество мозга. Белое вещество состоит из длинных отростков клетки, покрытых особым миелиновым веществом, что придает белый цвет. Роль серого вещества заключается в накапливании, усилении и переработке возбуждения; роль белого – в передаче возбуждения от одних нервных клеток к другим. Нервные волокна проводят возбуждение только в одном направлении – от разных частей тела к мозгу или, наоборот, от мозга к различным частям тела.
Различают чувствительные, двигательные и вставочные нейроны.
Перечисленные виды нервных клеток выполняют специфические функции.
Чувствительные (афферентные или центростремительные) нейроны выполняют функцию проведения возбуждения от рецепторов к центральной нервной системе. Эти пути доставляют в кору больших полушарий импульсы, вызывающие различные ощущения (слуховые, зрительные, вкусовые, обонятельные, кожные и др.).
Двигательные (эфферентные, центробежные) нейроны центральной нервной системы посылают импульсы к периферическим органам и тканям. Тела двигательных нейронов лежат в передних рогах спинного мозга, в продолговатом и среднем мозге. Многие двигательные нейроны передают возбуждение не прямо на периферию, а через другие, расположенные ниже нейроны.
Вставочные (контактные или промежуточные) нейроны обеспечивают связь между чувствительными и двигательными нейронами. По характеру вызываемого ими эффекта контактные нейроны подразделяются на возбуждающие и тормозящие.
Нервные клетки и их образования имеют три уровня функциональной активности:
– относительный физиологический покой, при котором в них протекают процессы обмена веществ, восстанавливающие и поддерживающие работоспособность и готовность к реагированию;
– возбуждение – процесс повышенной активности, возникающий как реакция на воздействие (раздражение) какого-то фактора (раздражителя) на нервную ткань. В нейроне, находящемся в состоянии возбуждения, нарушается равновесие внутренних электрохимических процессов, что приводит к его активному ответу на воздействия внешней среды. Передача возбуждения от нейрона к нейрону осуществляется с помощью двух механизмов: 1) индукционного, влиянием электрических полей возбужденных нервных клеток на соседние; 2) передачей возбуждения нервных клеток через определенные соединения синапсов. Распространение возбуждения происходит диффузно (рассыпается во все стороны) или направленно в зависимости от состояния окружающих нейронов;
– торможение – активный процесс, в результате которого возбуждение нейрона прекращается или затрудняется его возникновение. Он проявляется в ослаблении или прекращении деятельности, специфической для данной системы организма. В нейроне, находящемся в состоянии торможения, как правило, начинается восстановление равновесия происходящих в нем электрохимических процессов.
Состояния нервной ткани и процессы, происходящие в ней, сопряжены с явлениями физико-химической природы. Возбуждение представляет собой изменение обмена веществ в клетках нервной ткани. Оно сопровождается передвижением через клеточную мембрану отрицательно и положительно заряженных ионов, что вызывает изменение активности клетки. Разность электрических потенциалов в покое между внутренним содержа-
нием нервной клетки и ее наружной оболочкой составляет 60-80 мВ. Эта разность потенциалов, называемая мембранным потенциалом покоя, связана с избирательной проницаемостью клеточной мембраны к ионам Na+ и K+.
В покое концентрация ионов K+ внутри клетки во много раз превышает их концентрацию во внеклеточной среде, ионов Na+ больше во внеклеточной. При этом ионы K+ свободно проходят через мембрану в тканевую жидкость, а ионам Na+ в клетку «путь закрыт». В результате в цитоплазме остаются отрицательно заряженные ионы, а на наружной поверхности клеточной мембраны накапливаются положительно заряженные Na+ и K+.
При возбуждении клетки проницаемость мембраны для Na+ резко увеличивается и ионы легко проникают в цитоплазму клетки, что при водит к постепенному снижению мембранного потенциала покоя до«0», а затем к возникновению разности потенциалов до 100-110 мВ. Кратковременное изменение потенциалов называют потенциалом действия, его длительность не превышает 0,004-0,005 с. Это и есть нерв ный импульс, посредством которого нервная система выполняет свои функции.
Таким образом, возбуждение нейрона связано с изменением обмена веществ в клетке, а отражением интенсивности процесса является сила нервного импульса – основа энергичности и работоспособности человека. Интенсивность обменных процессов нейрона определяет индивидуальные (и возрастные) параметры работоспособности.
С возрастом нервная клетка развивается, увеличивается в размерах, появляется большое количество дендритов, растет количество шипиков, устанавливается все большее количество нервных связей с другими клетками. Аксоны покрываются миелиновой оболочкой, образующейся из особых (шванновских) клеток, которые опоясывают аксон несколькими слоями. Миелинизация крупных стволов наступает к 3-4 годам жизни ребенка, а полная миелинизация происходит к 18 годам. Процесс миелинизации может замедляться на несколько лет, что затрудняет регулирующую деятельность нервной системы.
3. Электроэнцефалография.
Электроэнцефалография (ЭЭГ)— раздел электрофизиологии, изучающий закономерности суммарной электрической активности мозга, отводимой с поверхности кожи головы, а также метод записи таких потенциалов. Также ЭЭГ — неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путем регистрации его биоэлектрической активности.
Электроэнцефалография дает возможность качественного и количественного анализа функционального состояния головного мозга и его реакций при действии раздражителей. Запись ЭЭГ широко применяется в диагностической и лечебной работе (особенно часто при эпилепсии), в анестезиологии, а также при изучении деятельности мозга, связанной с реализацией таких функций, как восприятие, память, адаптация и т. д. ЭЭГ — чувствительный метод исследования, он отражает малейшие изменения функции коры головного мозга и глубинных мозговых структур, обеспечивая миллисекундное временное разрешение, не доступное другим методам, в частности ультразвуковым сосудистым, изучающим гемодинамику.
Методика
Регистрация ЭЭГ производится специальными электродами (наиболее распространенные мостиковые, чашечковые и игольчатые). В настоящее время чаще всего используется расположение электродов по международным системам «10—20 %» или «10—10 %». Каждый электрод подключен к усилителю. Для записи ЭЭГ может использоваться бумажная лента, или сигнал может преобразовываться с помощью АЦП и записываться в файл на компьютере. Наиболее распространена запись с частотой дискретизации 250 Гц. Запись потенциалов с каждого электрода осуществляется относительно нулевого потенциала референта, за который принимается мочка уха или кончик носа. В настоящее время получают все большее распространение перерасчет потенциала относительно взвешенного среднего референта, за который принимаются все каналы с определенными весовыми коэффициентами. При таком расчете возможные артефакты локализуются, а влияние соседних отведений друг на друга уменьшается.