Электроэнцефалография

ГБОУ  ВПО  ОрГМА Росздрава

Кафедра нормальной физиологии

 

 

 

Заведующий кафедрой – 

д.м.н, профессор Мирошниченко И.В.

 

 

Курсовая работа

По теме : Электроэнцефалография.

 

Выполнила: Усманова Альфия Рамилевна ,

11 группа факультета клиническая  психология. 

 

Проверил: Тихонов Владимир Владимирович.

 

 

 

 

 

 

 

 

Оренбург, 2012. 

Оглавление

Введение……………………………………………………… 3

Краткая историческая справка……………………………… 4

Общие сведения, регистрация…………………………....  5-6

Виды ритмов………………………………………………...7-9

Артефакты………………………………………………...10-11

Заключение…………………………………………………...12

Список использованной литературы………………………..13

 

 

Среди методов электрофизиологического  исследования ЦНС человека наибольшее распространение получила регистрация  колебаний электрических потенциалов  мозга с поверхности черепа —  электроэнцефалография. В электроэнцефалограмме  отражаются только низкочастотные биоэлектрические процессы длительностью от 10 мс до 10 мин. Предполагается, что электроэнцефалограмма (ЭЭГ) в каждый момент времени отражает суммарную электрическую активность клеток мозга. Окончательно вопрос о  происхождении ЭЭГ не решен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Начало изучению электрических  процессов мозга было положено Д. Реймоном в 1849году, который показал, что мозг, также как нерв и мышца, обладает электрогенными свойствами.

24 августа 1875 года английский врач Ричард Кэтон (1842-1926) сделал доклад на заседании Британской медицинской ассоциации. В этом докладе он представил научному сообществу свои данные по регистрации от мозга кроликов и обезьян слабых токов. В том же году независимо от Кэтона русский физиолог В. Я. Данилевский в докторской диссертации изложил данные полученные при изучении электрической активности мозга у собак. В своей работе он отметил наличие спонтанных потенциалов, а так же изменения вызываемые различными стимулами.

В 1882 году И.М. Сеченов опубликовал работу «Гальванические явления на продолговатом мозгу лягушки», в которой впервые был установлен факт наличия ритмической электрической активности мозга. В 1884 годуН. Е. Введенский для изучения работы нервных центров применил телефонический метод регистрации, прослушивая в телефон активность продолговатого мозга лягушки и коры больших полушарий кролика. Введенский подтвердил основные наблюдения Сеченова и показал, что спонтанную ритмическую активность можно обнаружить и в коре больших полушарий млекопитающих.

Начало электроэнцефалографическим исследованиям положил В. В. Правдич-Неминский, опубликовав 1913 году первую электроэнцефалограмму записанную с мозга собаки. В своих исследованиях он использовал струнный гальванометр. Так же Правдич-Неминский вводит термин электроцереброграмма.

Первая запись ЭЭГ человека получена австрийским психиатром Гансом Бергером (1873-1941) в 1928 году. Он же предложил запись биотоков мозга называть «электроэнцефалограмма». Работы Бергера, а также сам метод энцефалографии получили широкое признание лишь после того как в мае 1934 года Эдриан  и Мэттьюс  впервые убедительно продемонстрировали «ритм Бергера» на собрании Физиологического общества в Кембридже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭЭГ регистрируют с помощью наложенных на кожную поверхность головы (скальп) отводящих электродов, скоммутированных в единую цепь со специальной усилительной техникой. Увеличенные по амплитуде сигналы с выхода усилителей можно записать на магнитную ленту или в память компьютера для последующей статистической обработки. Для минимизации контактного сопротивления между электродом и скальпом на месте наложения электрода тщательно раздвигают волосы, кожу обезжиривают раствором спирта и между электродом и кожей кладут специальную электропроводную пасту. Для исключения электрохимических процессов на границе между электродом и электролитом (пастой), приводящих к собственным электрическим потенциалам, поверхность электродов покрывают электропроводными неполяризующимися составами, например хлорированным серебром. В норме контактное сопротивление не должно превышать 3-5 кОм.

Как любые электрические потенциалы, ЭЭГ всегда измеряется между двумя  точками. Существуют два способа  регистрации ЭЭГ — биполярный и монополярный. При биполярном отведении регистрируется разность потенциалов между двумя активными электродами. Этот метод применяется в клинике для локализации патологического очага в мозге, но он не позволяет определить, какие колебания возникают под каждым из двух электродов и каковы их амплитудные характеристики. В психофизиологии общепринятым считается метод монополярного отведения. При монополярном методе отведения регистрируется разность потенциалов между различными точками на поверхности головы по отношению к какой-то одной индифферентной точке. В качестве индифферентной точки берут такой участок на голове или лице, на котором какие-либо электрические процессы минимальны и их можно принять за нуль: обычно это — мочка уха или сосцевидный отросток черепа. В этом случае с электрода, наложенного на скальп, регистрируются изменения потенциала с определенного участка мозга.

Отводящие электроды можно накладывать  на самые разные участки поверхности  головы с учетом проекции на них  тех или иных областей головного  мозга. На заре применения ЭЭГ исследователи  так и делали, но при этом они  обязательно предоставляли в  своих отчетах и публикациях  координаты расположения электродов. Однако потребность сопоставления  электроэнцефалографических результатов, полученных у людей с разными  размерами головы в разных лабораториях и в разных странах, привела к  созданию единой стандартной системы  наложения электродов, получившей название системы «10-20» .

 

 

 

 

 

В соответствии с этой системой у  испытуемого делают три измерения  черепа:  (рис. 1)

 

 

а) продольный размер черепа — измеряют расстояние по черепу между точкой перехода лобной кости в переносицу (назион) и затылочным бугром; б) поперечный размер черепа — измеряют расстояние по черепу через макушку (вертекс) между наружными слуховыми проходами обоих ушей; в) длину окружности головы, измеренной по этим же точкам. Измеренные расстояния разделяют на интервалы, причем длина каждого интервала, начинающегося от точки измерения, составляет 10 %, а остальные интервалы составляют 20 % от соответствующего размера черепа. Имея эти основные размеры, поверхность черепа можно разметить в виде сетки, на пересечении линий которой накладываются электроды (см. рис. 2.2). Электроды, расположенные по средней линии, отмечаются индексом Z; отведения на левой половине головы имеют нечетные индексы, на правой — четные. Отведения в системе «10-20»: фронтальные (F1, F2, F3, F4, Fz); лобные полюса (Fp1, Fp2); центральные (C1, C2, С3, C4, Cz); париетальные (P1, P2, P3, P4, Pz); темпоральные (T1, T2, T3, T4, Т5, Т6); окципитальные (О1, О2, Oz).

В системе расположения электродов «10-10», которая является модификацией системы «10-20», количество отведений  увеличено; эта система предусматривает  установку дополнительных электродов, смещенных по отношению к положению  электродов в системе «10-20» вперед (обозначаются ') или назад ('), например: отведение С,' в системе «10-10» находится кпереди от отведения С1 в системе «10-20»

 

 

 

ЭЭГ продолжает оставаться сложным  для расшифровки показателем  мозговой активности. При некоторых  состояниях субъекта в этом сложном  колебательном процессе можно визуально  выделить ритмические колебания определенной частоты

 

(рис. 2).

 

 

 

Альфа-ритм — наиболее часто встречающийся ритм, который состоит из волн правильной, почти синусоидальной формы, с частотой от 8 до 13 Гц у разных лиц и с амплитудой 50-100 мкВ. Наблюдается он в состоянии спокойного бодрствования, медитации и длительной монотонной деятельности. В первую очередь появляется в затылочных областях, где он наиболее выражен, и может периодически распространяться на другие области мозга. Часто амплитуда колебания альфа-ритма постепенно увеличивается, а затем уменьшается. Этот феномен получил название «веретено альфа-ритма». Длительность веретен составляет от долей секунды до нескольких секунд. Если испытуемого отвлечь каким-либо раздражителем, то этот ритм десинхронизируется, т. е. заменяется низкоамплитудной высокочастотной ЭЭГ. Этот феномен в литературе обозначается терминами реакция активации, пробуждения или десинхронизации. По данным Л. А. Новиковой [1978], у слепых людей с врожденной или многолетней слепотой, а также при сохранности только светоощущения альфа-ритм отсутствует.

 

 

Исчезновение альфа-ритма наблюдалось в случае атрофии зрительного нерва. Автор предполагает, что альфа-ритм совпадает с наличием предметного зрения. По мнению П. В. Симонова [1979], альфа-ритм связан с квантованием внешних стимулов.

 Мю-ритм (роландический или аркообразный) регистрируется в роландической борозде. Близок по частоте и амплитуде к альфа-ритму, но отличается формой волн, имеющих округленные вершины и поэтому похожих на арки; встречается редко.

Связан с тактильным и проприоцептивным раздражением и воображением движения. Выражен у слепых, компенсирующих потерю зрения развитием тактильного и двигательного исследования среды.

Каппа-ритм сходен по частоте с альфа-ритмом, регистрируется в височной области при подавлении альфа-ритма в других областях в процессе умственной деятельности. Альфа-, мю- и каппа-ритмы относят к одной частотной категории ритмов ЭЭГ. [Коган, 1983].

Бета-ритм — колебания в диапазоне от 14 до 30 Гц с амплитудой 5-30 мкВ. Наиболее выражен в лобных областях, но при различных видах интенсивной деятельности резко усиливается и распространяется на другие области мозга.

Гамма-ритм — колебания потенциалов в диапазоне выше 30 Гц. Амплитуда этих колебаний не превышает 15 мкВ и обратно про-порциональна частоте. Наблюдается при решении задач, требующих макси-мального сосредоточения внимания.

Тета-ритм имеет частоту 4-8 Гц и амплитуду от 20 до 100 мкВ (и даже более). Наиболее выражен в гип-покампе. Связан с поисковым поведением, усиливается при эмоциональном напряжении. П. В. Симонов [1979] считает, что тета ритм связан с квантованием извлекаемых из памяти энграмм.

Дельта-ритм состоит из высокоамплитудных (сотни микровольт) волн частотой 1-4 Гц. Возникает при естественном и наркотическом сне, а также наблюдается при регистрации ЭЭГ от участков коры, граничащих с областью, пораженной опухолью. Сверхмедленные потенциалы коры имеют период колебаний от нескольких секунд до нескольких часов и амплитуду от сотен микровольт до десятков милливольт. Регистрируются специальными усилителями постоянного тока. Условно их разделяют на 5 групп в соответствии с периодом (Т) колебаний: секундные (Т = 3-10 с), декасекундные (Т = 15-60 с), минутные (Т= 2-9 мин), декаминутные (Т = 10-20 мин) и часовые (Т = 0,5-1,5 ч) [Коган, 1969]. Наблюдаются при бодрствовании, сне, повторных предъявлениях проб на объем оперативной памяти, патологиях мозга, действии фармакологических веществ.

 

 

 

 

 

Однако описанные ритмы довольно редко встречаются в чистом виде в реальном психофизиологическом эксперименте; когда испытуемый вовлечен в определенный вид деятельности, его ЭЭГ представляет постоянно меняющуюся по амплитуде  и частоте кривую. В настоящее  время выпускаются самые разнообразные  пакеты программ для анализа ЭЭГ  на персональных компьютерах. Мы не будем  здесь подробно останавливаться  на методах анализа ЭЭГ, так как  эта проблема требует специального обсуждения. Отметим лишь, что можно  выделить два направления в анализе  ЭЭГ у субъекта, выполняющего определенный вид деятельности.

Одно из них — это сопоставление  описанных ритмов ЭЭГ или ее частотного спектра, выявляющего выраженность альфа-, бета-, тета- или каппа-ритмов, с текущей деятельностью (решение задач, счет в уме, выполнение ассоциативных тестов, мысленное представление зрительных или слуховых ощущений, выполнение задач на объем кратковременной памяти и т. д.). Сюда же можно отнести и выявление особенностей того или иного ритма ЭЭГ и их сопоставление с индивидуальной способностью выполнять определенный психологический тест, причем проведение этих исследований может быть разделено во времени. В рамках другого направления ЭЭГ описывается на основе прямого сопоставления тех или иных ее компонентов с реально развивающимися этапами экспериментально контролируемой деятельности. Одним из примеров подобного подхода является сопоставление амплитудно-временных характеристик компонентов, связанных с событием потенциалов (ССП), с выделяемыми характеристиками реализующегося в это время поведения

Важное значение в изучении активности мозга имеет сравнительный анализ биоэлектрических потенциалов, регистрируемых одновременно в разных областях мозга. Так, в школе М. Н. Ливанова впервые был обнаружен феномен развития пространственной синхронизации потенциалов в диапазоне определенного ритма (чаще тета-ритма) при формировании поведенческого навыка у животных и у человека при различных психологических тестах. В настоящее время компьютерные программы просчитывают амплитуды ЭЭГ, ВП и ССП в каждом частотном диапазоне — альфа-, бета-, тета- и дельта-ритмов для каждого отведения. Цифровые данные в виде черно-белых или цветных шкал переносятся на соответствующие места отведений на черепе, что дает наглядное представление о том, в каких частях мозга и в какой степени выражена та или иная частота колебаний или тот или иной потенциал.

 

 

 

 

 

 

 

 

Артефакты (рис.3).

 

При записи ЭЭГ могут регистрироваться электрические процессы, не связанные  с активностью мозга. Их называют артефактами. Все артефакты можно  разделить на технические и биологические.

При удовлетворительном состоянии  усилительной и регистрирующей техники  и при соблюдении всех правил регистрации  электрофизиологических показателей  технические артефакты, как правило, связаны с неудовлетворительным контактом отводящих электродов с кожными покровами головы, в  результате чего контактное сопротивление  резко возрастает, т. е. увеличивается  внутреннее сопротивление источника  электрических потенциалов, а это  приводит к снижению электрического сигнала на входе усилителя и  увеличению амплитуды сигналов, наводящихся  на электроды от внешних источников.