Electroencefalograma del cervell: principi d'acció i mètodes d'aplicació

Si una persona, que es troba en un estat de repòs mental i físic, aplica elèctrodes al cap i, mitjançant un amplificador, els connecta a un dispositiu de gravació, llavors podeu agafar vibracions elèctriques… Aquestes vibracions s'originen a l'escorça cerebral i estan associades a una activitat nerviosa especial. També es registren directament des del cervell quan s'obre el crani durant la cirurgia.

La presència d'oscil·lacions elèctriques rítmiques i espontànies al cervell va ser establerta el 1875 pel fisiòleg rus V. Ya. Danilevsky i el científic anglès Richard Cato, independentment l'un de l'altre, experimentant amb animals amb un crani obert.

Posteriorment es va demostrar que era possible registrar els corrents elèctrics del cervell a través de la pell i els ossos del crani intacte. Això va servir de base per a la transició a l'estudi d'aquests fenòmens en humans.

La característica més interessant de les vibracions elèctriques del cervell humà és el seu ritme característic, gairebé regular, amb una freqüència d'uns 10 Hz: aquestes són les anomenades ones alfa.En el seu fons, les oscil·lacions més freqüents són visibles: ones beta a 13 - 30 Hz i ones gamma a 60 - 150 Hz i més. També s'observen oscil·lacions més lentes: ones d'1 - 3 - 7 Hz.

La forma d'ona elèctrica del cervell s'anomena electroencefalograma, i la branca de l'electrofisiologia que estudia els patrons d'activitat elèctrica del cervell s'anomena electroencefalografia (EEG). Els electroencefalogrames es presten a l'anàlisi matemàtica de Fourier.

L'electroencefalografia és de gran importància per als estudis teòrics de l'activitat cerebral, així com per a finalitats pràctiques de diagnòstic de malalties cerebrals.

Per protegir l'objecte dels camps electromagnètics externs, es col·loca en una habitació blindada. Fonts d'errors en l'adquisició de l'electroencefalograma: potencial cutània i muscular, electrocardiograma, pulsació arterial, moviment d'elèctrodes, moviment de parpelles i ulls i soroll de l'amplificador.

El millor electroencefalograma s'obté d'una persona en repòs complet: una persona està asseguda o estirada millor (però no dorm) en una habitació fosca insonoritzada i blindada en una posició còmoda, aïllada dels estímuls externs i en repòs complet.

Aquesta circumstància és molt important. Sovint, a les persones que acudeixen a l'estudi per primera vegada, és difícil registrar un electroencefalograma a causa de la seva vigilància i por a un entorn inusual.

Les persones es diferencien entre si per les seves característiques inherents a l'EEG. En alguns és molt fàcil detectar el ritme correcte de les ones alfa, en altres no es registra gens.

Els electroencefalogrames també difereixen en forma, amplitud, durada, regularitat de les ones alfa, així com en la ubicació, nombre i intensitat d'altres ones: beta, delta i gamma.

És interessant observar la sorprenent constància de les característiques bàsiques de l'electroencefalograma humà, establerta per estudis repetits durant molts mesos.

Normalment es pot saber per endavant amb quina antelació s'establirà un electroencefalograma regular en un tema ben estudiat i quins són els seus trets característics. Tanmateix, juntament amb la gran constància dels trets distintius de l'electroencefalograma individual d'una persona sana, també hi ha una gran variabilitat fisiològica d'aquest, fins i tot durant el mateix dia.

Una condició indispensable per obtenir un electroencefalograma regular d'una persona és la resta excepcional del cervell despert. És comprensible com de difícil pot ser aconseguir-ho en un estat energètic, apagant l'activitat cerebral.

Observant durant hores, dia rere dia, les vibracions elèctriques que es produeixen a l'escorça cerebral d'una persona, es pot veure que el cervell sovint és com un mirall, reflectint el que un està fent en aquest moment.

De vegades, els ritmes regulars del cervell desapareixen de sobte per si mateixos, o apareixen oscil·lacions d'alta freqüència o apareixen corrents musculars especials. Vol dir que la persona va pensar en alguna cosa, va fer algun moviment, va imaginar alguna cosa. La variabilitat de l'electroencefalograma reflecteix fluctuacions en l'excitabilitat del sistema nerviós central.

Si demaneu a una persona que realitzi un treball mental, per exemple, resoldre un problema que representa una situació difícil, podeu observar la desaparició del ritme regular de les ones alfa i l'aparició d'oscil·lacions d'alta freqüència. Durant un treball mental intens, les ones alfa se substitueixen per descàrregues d'alta freqüència de 500-1000 Hz, que duren durant tota la durada de l'activitat mental, després de la finalització de la qual es restauren les ones alfa.

Les oscil·lacions d'alta freqüència associades a l'activitat mental poden durar molt de temps. En un estudiant que normalment estableix un ritme cerebral normal, es fa difícil gravar un EEG: només s'observen oscil·lacions d'alta freqüència. Va resultar que estava ocupat preparant-se per als exàmens els seus dies lliures d'experiments.

En un altre subjecte que tenia un electroencefalograma normalment regular amb una facilitat sorprenent, només es van observar una vegada oscil·lacions d'alta freqüència. Va resultar que havia estat dibuixant durant dues hores abans de l'experiment.

En general, un ritme normal d'ones alfa és característic del cervell humà en estat de calma, i les oscil·lacions d'alta freqüència, ones beta i gamma, s'associen a la seva activitat.

L'activitat rítmica del cervell, a més de l'àrea motora, comença en una persona només un mes després del naixement; es desenvolupa, aparentment, simultàniament a l'activitat cortical a mesura que el nen comença a reconèixer i agafar objectes.

Com que a aquesta edat és diferent de la dels adults, l'electroencefalograma canvia gradualment, només als 11-12 anys s'acosta a la norma per a un adult.L'activitat rítmica del cervell continua durant el son, però canvia, es simplifica i apareixen vibracions suaus i lentes.

És interessant notar que el ritme del cervell de la persona que dorm no es veu pertorbat, per exemple, pel soroll d'un cotxe de l'habitació del costat o el so d'una botzina del carrer, però si s'escolta un so a l'habitació, per exemple, el cruixent del paper, associat al fet que hi ha algú a l'habitació.El cervell del dormint canvia. Això es deu a la presència de «punts d'observació del cervell», que estan desperts durant el son d'una persona.

Amb l'ajuda del mètode electroencefalogràfic, és possible observar i registrar objectivament aquests canvis complexos en l'activitat cerebral associats a una certa sensació subjectiva.

En les malalties del cervell, apareixen ones d'una forma i una durada especials. En els tumors cerebrals, apareixen ones lentes amb una freqüència d'1-3 Hz, que ell anomena ones delta. Les ones delta es registren quan es recullen des del punt del crani directament sobre el tumor, mentre que quan es recullen d'altres zones del cervell que no són captades pel tumor, es registren ones normals. L'aparició d'ones delta a la part del cervell afectada pel tumor ve determinada per la degeneració de l'escorça en aquest lloc.

D'aquesta manera, l'electroencefalograma ajuda a reconèixer la presència d'un tumor i la seva localització exacta. Les ones delta a l'electroencefalograma també es troben en altres condicions patològiques del cervell.

En alguns traumatismes: s'observen ones delta patològiques a l'electroencefalograma molts anys després d'una lesió al cap.

Els ritmes del cervell humà canvien o desapareixen completament amb una pèrdua de consciència causada per diferents motius, canvien amb la manca d'oxigen, així, en experiments que estudien l'efecte de la respiració d'una barreja d'aire amb un percentatge reduït d'oxigen, que provocat una pèrdua de consciència, es registren grups d'ones en forma d'espiga, excepcionals en voltatge, com si el cervell hagués perdut algun tipus de fre.

Les mateixes ones lentes espasmòdiques s'han registrat en persones inconscients per commoció cerebral immediatament després d'una lesió al cap. En algunes malalties cerebrals es registren potencials d'alta freqüència (per exemple, en l'esquizofrènia) o en l'alternança d'ona lenta i ona (en epilèpsia).

El mètode de l'electroencefalografia és essencial per al diagnòstic i l'estudi de les malalties del cervell. Pel que fa a la importància teòrica, l'electroencefalografia, que permet registrar l'estat d'excitabilitat de l'escorça cerebral, obre l'accés a l'estudi directe dels processos d'excitació i inhibició en el cervell humà, la proporció dels quals es considera els principals mecanismes de l'activitat nerviosa. .