Электрическая активность головного мозга – электроэнцефолография (ЭЭГ).
Всю биоэлектрическую активность головного мозга можно разделить на 2 группы: импульсная активность и суммарная медленная активность (Гусельников, 1976).
Импульсная (спайковая) активность представляет собой форму деятельности аксонов и тел нервных клеток и связана с бездекрементной передачей возбуждения от одной нервной клетки к другой, от рецепторов к центральным отделам нервной системы, от центральной нервной системы к исполнительным органам. Характерными особенностями спайков (потенциалов действия) являются их высокая амплитуда (порядка 50 — 125 мВ), небольшая длительность (порядка 1 — 2 мс) и распространение по аксонам с большой скоростью.
Электрическая активность, регистрируемая с поверхности головы (ЭЭГ), определяется алгебраической суммой возбуждающих и тормозных постсинаптических потенциалов (ВПСП и ТПСП, соответственно) сомы и дендритов нервных клеток, а также, видимо, сдвигами метаболических процессов мозга и активностью глиальных элементов (Гусельников, 1976). ВПСП и ТПСП отличаются декрементным распространением на очень короткие расстояния по соседним участкам дендритов и сомы, сравнительно малой амплитудой и большой длительностью (ВПСП — до 80 мс, ТПСП — до 100 — 200 мс). В отличие от спайка, постсинаптические потенциалы возникают в большинстве случаев независимо от уровня поляризации мембраны и имеют различную амплитуду в зависимости от объема афферентной посылки, пришедшей к нейрону. Все эти свойства обеспечивают возможность суммации градуальных потенциалов во времени и пространстве (Костюк, Шаповалов, 1964), которая, в свою очередь определяет уровень деполяризации мембраны нейрона и, соответственно, вероятность генерации нейроном спайка, т.е. передачи накопленной информации другим нейронам (Гусельников, 1976; Зенков, 1996).
В настоящее время считается, что морфологические элементы синхронизации ЭЭГ представлены не отдельными нервными клетками, а группой функционально объединенных нервных клеток, формирующих одну колонку в коре. Колонки состоят из 1-2 -х пирамидных нейронов, 1-2-х звёздчатых клеток, клеток глии и кровеносного сосуда. Такие микроструктуры объединяются по функциональным свойствам в макроструктуры или нейронные сети, которые могут генерировать колебания различных диапазонов ЭЭГ (Гриндель, 2001).
Таким образом, кривая ЭЭГ отражает сложную динамику деятельности различных генераторов, которая зависит от динамических соотношении афферентных корковых систем и внутрикорковых процессов (Гусельников, 1976). В электроэнцефалограмме в той или иной мере отражаются кратковременные вариации состояния мозга и его отдельных систем, а также динамика определенных физиологических коррелят быстро протекающих психических процессов (Lehmann, 1980; Pfurtscheller, 1997).
По внешнему характеру электрическую активность мозга (ЭЭГ) можно разделить на 3 группы:
1. Нерегулярная активность, состоящая из волн различной длительности и амплитуды.
2. Регулярная, или ритмическая, активность, состоящая из серии волн с незначительной вариацией их частоты.
3. Пароксизмальная активность, возникающая в виде определенных групп волн и комплексов. (Гусельников, 1976).
Методика и ритмы ЭЭГ.
Изучение электроэнцефалограммы у человека, записанной при различном функциональном состоянии мозга (и организма в целом) как в норме, так и при различных патологических нарушениях, показало, что в электроэнцефалограмме могут встречаться следующие ритмы электрических колебаний: альфа, бета, тета и дельта (А.И.Лакомкин, 1977).
Альфа-активность – один из важнейших компонентов ЭЭГ в виде волн с частотой 8-13 Герц. Их амплитуда может варьировать в широких пределах – от 10 до 100 мкВ и более, чаще имеет значение 30-50-70 мкВ. Выражена, преимущественно в задних (затылочных и теменных) областях мозга при закрытых глазах и максимально возможном расслаблении мышц. Блокируется при открывании глаз, при световых и звуковых раздражениях при умственной нагрузке. Форма волн чаще гладкая. Иногда слегка или резко заостренная.
Частота альфа-ритма регулярна при сбалансированном влиянии на кору систем регуляции, составляющих неспецифический комплекс. Как усиление, так и ослабление регулирующих посылок вызывает нерегулярность (разброс частоты) альфа-ритма.
Бета-активность. Принято различать бета-активность низкой частоты (β1) 14-22 Гц, и бета-активность высокой частоты (β2) более 22 Гц. Колебания β2 – это обязательный компонент ЭЭГ, исчезающий лишь при смерти мозга. В норме они имеют малую амплитуду (5-10-15 мкВ), лучше выражены в передних (лобной, центральной) областях мозга. Показана непосредственная связь β2 с деятельность ретикулярной формации ствола мозга (Могилевский А.Я., 1971). Колебания β1 имеют сложный генез. Для нормы они не характерны (Жирмунская Е.А., 1989).
Дельта – активность – колебания биопотенциалов с частотой 1-3 Гц, имеющие самую разную амплитуду и регистрируемые на ЭЭГ при самых разных состояниях. В норме – во время физиологического сна. В патологии – как наиболее характерный признак нарушения функционального состояния мозга. Местными факторами, вызывающими изменения деятельности корковых нейронов с появлением дельта-активности являются, главным образом, гипоксия, нарушения метаболизма и дисциркуляторные расстройства в системе кровообращения.
Тета – активность – колебания биопотенциалов с частотой 4-7 Гц, имеющие самую разную амплитуду. Диффузно выраженная тета-активность отмечается у больных с клиническими признаками поражения области мозга. В лобных отделах тета-активность обнаруживается при патологии в области задне-черепной ямки с воздействием на мозжечок.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Биопотенциалы.
Измерение биопотенциалов является объективным, универсальным точным показателем течения физиологических функций различных органов.
БИОФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ БИОПОТЕНЦИАЛОВ.
Все процессы жизнедеятельности органов сопровождаются появлением в клетках и тканях электродвижущих сил. Электрические явления играют большую роль в важнейших физиологических процессах: возбуждении клеток и проведении возбуждения по клеткам.
Благодаря непосредственной связи биопотенциалов ( БП ) с метаболическими процессами и физиологическим состоянием клеток они являются чувствительным и точно измеримым показателем различных изменений в клетках в норме и при патологии. Для более эффективного использования измерения БП в медицине необходимо выяснение механизмов их возникновения.
Диффузионные, мембранные и фазовые потенциалы.
Для возникновения БП решающее значение имеют потенциалы, обусловленные несимметричным, неравномерным распределением ионов. К таким потенциалам могут быть отнесены: диффузионные, мембранные и фазовые.
Диффузионные потенциалы возникают на границе раздела двух жидких сред в результате различной подвижности ионов. Диффузионная разность потенциалов может быть найдена из уравнения Гендерсона: Е = [ (U — V) RT ln ( a1/a2 ) ] / ( U + V ) ZF,
где U — подвижность катиона V — подвижность аниона R — газовая постоянная T — абсолютная температура Z — валентность ионов F — число Фарадея a1 — активность ионов в области, откуда идет диффузия a2 — активность ионов в области, куда идет дифффузия.
Под активностью ионов понимают их активную концентрацию. Активность ионов всегда меньше их абсолютной концентрации, что обусловлено взаимодействием ионов друг с другом, а также их взаимодействием с электрически заряженными группами других молекул. Активность выражается произведением коэффициента активности f, определяемым эмпирически, на абсолютную концентрацию С ионов: a = f C
Частным случаем диффузионного потенциала является мембранный потенциал. Он возникает при наличии пористой перегородки ( в клетке — мембрана ), которая избирательно пропускает катионы и анионы, например, пропускающей только катионы. Это приводит к возникновению разности потенциалов, которую можно найти из формулы:
E = (RT / ZF ) ln (a1/ a2 ) — она называется уравнением Нернста. Если перейти от натуральных логарифмов к десятичным и подставить значения постоянных, то при 20 С получим: E = 58 lg ( a1 / a2 ) ] / Z [mB] — это уравнение обычно используют при практическом расчете мембранных потенциалов.
В соответствии с современными представлениями потенциалы покоя, повреждения и действия являются по своей природе мембранными потенциалами.
Фазовые потенциалы возникают на границе раздела двух несмешивающихся фаз ( например, раствор электролита в воде и какое-либо масло ) в результате различной растворимости катионов и анионов в неводной фазе. Величину фазовых потенциалов можно определить из уравнения Гендерсона.
Потенциал покоя. Природа потенциала покоя.
Между внутренней и наружной поверхностями клеточной мембраны всегда существует разность электрических потенциалов. Разность потенциалов, измеренная между внутренней и наружной поверхностями клеточной мембраны в состоянии физиологического покоя клетки, называется потенциалом покоя. Потенциал покоя клетки можно измерить с помощью стеклянного микроэлектрода, введенного непосредственно в цитоплазму второй электрод при этом находится во внеклеточной жидкости. Кончик микроэлектрода, имеющего внутри канал, заполненный концентрированным раствором КС1, может иметь диаметр всего в долю микрона. При введении микроэлектрода мембрана клетки охватывает его кончик и ее повреждения практически не происходит
На основании большого экспериментального материала было установлено, что цитоплазма в состоянии покоя клеток всегда имеет отрицательный потенциал по отношению к потенциалу межклеточной жидкости. Потенциал покоя у разных клеток имеет величину от 50 до 100 мВ. Согласно современным взглядам, потенциал покоя по своей природе является мембранным потенциалом. Наличие мембраны приводит к возникновению потенциалов клеток, как в покое, так и при возбуждении. Причина их возникновения — неравномерное распределение ионов калия и натрия между содержимым клеток и межклеточной средой. Концентрация ионов калия внутри клеток в 20—40 раз превышает их содержание в окружающей клетку жидкости. Напротив, концентрация натрия в межклеточной жидкости в 10—20 раз выше, чем внутри клеток. Такое неравномерное распределение ионов обусловлено активным переносом ионов—работой натрий-калиевого насоса.
Как было установлено, возникновение потенциала покоя обусловлено в основном наличием концентрационного градиента ионов калия. Эта точка зрения базируется на том, что ионы калия внутри клетки находятся в свободном состоянии, т. е. не связаны с другими ионами и молекулами и могут свободно диффундировать.
Согласно теории Ходжкина, Хаксли, Катца, клеточная мeмбpaнa в cocтoянии покоя проницаема в основном только для ионов калия. Ионы калия диффундируют по концентрационному градиенту через клеточную мембрану в окружающую жидкость; анионы не могут проникать через мембрану и остаются на ее внутренней стороне. Так как ионы калия имеют положительный заряд, а анионы, остающиеся на внутренней поверхности мембраны,—отрицательный, то внешняя, поверхность мембраны при этом заряжается положительно, а внутренняя отрицательно. Понятно, что диффузия продолжается только до того момента, пока не установится равновесие между силами возникающего электрического поля и силами диффузии.
Если принять, что потенциал покоя определяется диффузией только ионов калия из цитоплазмы наружу, то его величина Е может быть найдена из уравнения Нернста:
Е = (RT/ z F)ln[K.]i / [К.]е (1)
где [K.]i и [К.]е—активность ионов калия внутри и снаружи клетки, z валентность.
Колебания биопотенциалов измеряются в чем
Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод регистрации электрической активности (биопотенциалов) головного мозга. Разность потенциалов, возникающая в тканях мозга, очень мала (не более 100 мкВ), и потому может быть зарегистрирована и измерена только при помощи специальной электронно-усилительной аппаратуры — электроэнцефалографов.
Электроэнцефалографические исследования, проводимые на современных многоканальных электроэнцефалографах, позволяют записывать одновременно биотоки, получаемые от многих отделов головного мозга. Выявленные нарушения электрической активности мозга носят различный характер при тех или других патологических состояниях и нередко помогают при диагностике эпилепсии, опухолевого, сосудистого, инфекционного и других патологических процессов в головном мозге. Применение электроэнцефалографии помогает определить локализацию патологического очага, а нередко и характер заболевания.
В «спонтанной» ЭЭГ здорового взрослого человека, находящегося в состоянии бодрствования различают два вида ритмических колебаний потенциала — альфа- и бета-активность. Кроме того, различают тэта- и дельта-активность, острые волны и пики, пароксизмальные разряды острых и медленных волн.
Признаками патологии на ЭЭГ покоя считаются следующие изменения:
— десинхронизация активности по всем областям мозга, исчезновение или значительное уменьшение альфа-ритма и преобладание бета-активности высокой частоты и низкой амплитуды;
— гиперсинхронизация активности, проявляющаяся доминированием регулярных альфа-, бета-, тета-ритмов чрезмерно высокой амплитуды;
— нарушение регулярности колебаний биопотенциалов, проявляющееся наличием альфа-, бета- и тета-ритмов, неодинаковых по длительности и амплитуде, не формирующих регулярный ритм;
— появление особых форм колебаний потенциалов высокой амплитуды — тета- и дельта-волн, пиков и острых волн, пароксизмальных разрядов обычно на середине или между верхней и средней третью катакротической фазы РЭГ.
Реовазография — метод изучения сосудистой системы с использованием высокочастотного переменного тока для определения сопротивляемости участков тела. В момент притока крови сопротивление увеличивается и регистрируется кривая, совпадающая со сфигмограммой (записью пульса), но отличающаяся от последней формой. В неврологической практике часто производят реовазо-графию конечностей (при радикулите, неврите, невралгии, полиневрите и т. д.).
Эхоэнцефалография является важным методом диагностики объемных процессов головного мозга (опухоли, кисты, эпи- и суб-дуральные гематомы, абсцессы) и основан на принципе ультразвуковой локации — направленные в мозг короткие ультразвуковые импульсы отражаются от его внутренних структур и регистрируются.
Эхоэнцефалограмму (ЭхоЭГ) получают с помощью эхоэнцефалографа, снабженного специальным пьезоэлектрическим датчиком, работающим в двойном режиме — излучателя и приемника ультразвуковых импульсов, регистрируемых после возвращения на экране осциллографа.
Волны ультразвука, распространяясь, могут отражаться, поглощаться и проходить через различные среды.
В диагностике используются следующие свойства ультразвуковых колебаний:
— ультразвуковые колебания распространяются с различной скоростью в зависимости от физических свойств сред;
— ультразвук, проходя через исследуемый объект, частично отражается на границе раздела сред;
— сигнал может быть зарегистрирован в том случае, если отражающая поверхность образует с направлениями ультразвукового луча угол, близкий к прямому.
Практическое значение в диагносгике объемных образований полости черепа (опухоль, абсцесс, гематома, киста) имеет сигнал (М-эхо), отраженный от срединно расположенных структур (III желудочек, эпифиз, прозрачная перегородка, серп большого мозга). В норме М-эхо расположено по средней линии, отклонение его более чем на 2 мл указывает на патологию.
Электромиография — это метод регистрации колебаний биопотенциалов мышц для оценки состояния мышц и нейродвигательного аппарата в покое, при активном расслаблении, а также при рефлекторных и произвольных движениях. С помощью электромио-графии можно выявить, связано ли изменение электрической активности с поражением мотонейрона или синаптических и надсег-ментарных структур.
Электромиографические данные широко используются для уточнения топического диагноза и объективизации патологических или восстановительных процессов. Высокая чувствительность этого метода, позволяющая выявлять субклинические поражения нервной системы, делает его особенно ценным.
В период функциональной активности нервов и мышц возникают чрезвычайно слабые (от миллионных до тысячных долей вольта), быстрые (тысячные доли секунды) и частые колебания электрического потенциала.
Электромиография широко применяется не только в неврологической практике, но и при изучении поражения других систем, когда возникают вторично обусловленные нарушения двигательной функции (сердечно-сосудистые, обменные, эндокринные заболевания).
Квалификационные тесты по функциональной диагностике (2019 год) с ответами — часть 8
8.7. Чтобы зарегистрировать электроэнцефалограмму надо:
а) наложить электроды на кожные покровы человека
б) наложить на кожные покровы головы от 12 до 24 электродов в зависимости от целей исследования
8.8. Чтобы зарегистрировать электроэнцефалограмму надо:
а) иметь электроэнцефалограф
б) кроме электроэнцефалографа иметь: электроды для наложения их на голову пациента; провода,
соединяющие электроды с входом энцефалографа; регистрирующее устройство (чернило-пишущее или электронное), соединенное с выходом из электроэнцефалографа
8.9. Компоненты электроэнцефалограммы это:
а) участки ее записи
б) частота и амплитуда биопотенциалов мозга
в) признаки электроэнцефалограммы, составляющие ее запись
8.10. Регистрация фоновой электроэнцефалограммы производится:
а) в состоянии активного бодрствования при отсутствии мышечной активности
в) при функциональной нагрузке
8.11. Фоновая электроэнцефалограмма — это электроэнцефалограмма:
а) записанная в период активного покоя, при отсутствии функциональных нагрузок и при закрытых
глазах
б) записанная при функциональных нагрузках
в) записанная при движениях конечностей
8.12. Реактивная электроэнцефалограмма это:
а) паттерны ЭЭГ, записанные в ответ на функциональные нагрузки
б) паттерны ЭЭГ, зарегистрированные в период движения конечностей попеременно: левых и правых
8.13. Функциональные нагрузки это:
а) проба открыть-закрыть глаза; ритмическое световое раздражение; гипервентиляция (и др. воздействия, если это необходимо)
б) выполнение движений разных конечностей сидя или лежа
в) удержание равновесия в позе стоя с закрытыми глазами
8.14. Альфа активность это:
а) колебания биопотенциалов с частотой 8-13 Гц
б) колебания биопотенциалов с частотой от 1 до 50 Гц
8.15. Бета активность это:
а) колебания биопотенциалов с частотой от 14 до 30 Гц
б) колебания биопотенциалов с частотой 1-3 Гц
в) колебания биопотенциалов с частотой 8-13 Гц
8.16. Тета активность это:
а) колебания биопотенциалов с частотой 14-30 Гц
б) колебания биопотенциалов с частотой более 30 Гц
в) колебания биопотенциалов с частотой 4-7 Гц
8.17. Дельта активность это:
а) колебания биопотенциалов с частотой более 50 Гц
б) колебания биопотенциалов с частотой 8-13 Гц
в) колебания биопотенциалов с частотой 1-3 Гц
8.18. Пароксизмальная активность это:
а) отличные от фоновой активности, внезапно появляющиеся и внезапно исчезающие формы
колебаний биопотенциалов.
б) имеет два варианта: вспышки и разряды. Вспышки меньше по амплитуде и длительности, чем
разряды
в) электромиограмма, регистрируемая с электродов, расположенных на голове
8.19. В составе пароксизмальных вспышек или разрядов могут встречаться:
а) разные более или менее четко выраженные комплексы из острых, альфа, тета и дельта волн
б) электрические потенциалы сердца
8.20. Колебания биопотенциалов измеряются в:
а) вольтах
8.21. Средняя амплитуда альфа активности:
а) колеблется в пределах от 30 до 80 мкВ
б) равна 150 мкВ
8.22. Амплитуда альфа активности:
а) обычно в 5 или 10 раз больше амплитуды бета активности
б) всегда меньше амплитуды бета активности
8.23. Амплитуда тета- и дельта активности:
а) имеет разные значения в пределах от 15-20 до 100-150 мкВ
б) всегда меньше 15-20 мкВ
8.24. Амплитуда пароксизмальной активности:
а) может иметь разные значения в пределах от 50 до 500 мкВ
б) имеет величины 10-20 мкВ
8.25. Показатели электроэнцефалограммы позволяют:
а) проводить дифференциальный диагноз разных заболеваний нервной системы
б) нозологически неспецифичны. Это не дает возможности ставить диагноз заболевания
8.26. Показатели электроэнцефалограммы используются для:
а) определения топического диагноза, т.е. определения локализации очагового поражения головного
мозга
б) определения локализации уровня поражения спинного мозга
в) определения локализации патологического процесса в разных отделах сердца
8.27. Показатели электроэнцефалограммы:
а) закономерно изменяются при разных уровнях бодрствования
б) одинаковы во время бодрствования и сна
8.28. Показатели электроэнцефалограммы:
а) помогают оценивать общее функциональное состояние нервной системы и степень адаптации
организма к экстремальным условиям
б) дают возможность определить характер человека
в) дают возможность оценить умственные способности человека
8.29. Показатели элекроэнцефалограммы используются при проведении:
а) медикаментозного лечения больных
б) хирургических, внутриполостных операций
8.30. Альфа активность:
а) выражена у всех здоровых людей
б) отсутствует у некоторых совершенно здоровых людей
8.31. Альфа активность:
а) всегда выражена на электроэнцефалограмме
б) исчезает при открывании глаз
в) исчезает во время сна
8.32. Во время сна на электроэнцефалограмме:
а) выражена альфа активность
б) выражена тета- и дельта активность в зависимости от глубины сна
8.33. Бета активность высокой частоты:
а) всегда выражена на электроэнцефалограмме
б) отсутствует во время бодроствования
8.34. Бета активность низкой частоты:
а) всегда выражена на электроэнцефалограмме
б) возникает при некоторых изменениях функционального состояния мозга
8.35. Медленные тета- и дельта волны на электроэнцефалограмме:
а) всегда выражены
б) возникают при различных заболеваниях мозга
в) возникают во время сна
8.36. Медленные тета- и дельта волны могут быть выражены:
а) локально в зонах мозга вокруг грубого очага макроструктурного поражения мозга
б) непосредственно в области грубого очага поражения мозга
8.37. Медленные тета- и дельта волны:
а) могут быть выражены диффузно по всем областям мозга при заболеваниях, изменя.щих общее
функциональное состояние мозга
б) не могут быть выражены по всем областям мозга
8.38. Биоэлектрическое молчание это:
а) активность больного мозга
б) активность электроэнцефалограммы во время сна
в) запись электроэнцефалограммы во время смерти мозга
8.39. Целостный паттерн электроэнцефалограммы это:
а) активность, записанная с левого полушария мозга
б) активность электроэнцефалограммы, записанная с правого полушария мозга
в) сравнительная характеристика биопотенциалов мозга по ее состоянию во всех областях обоих
полушарий мозга
8.40. Целостный паттерн электроэнцефалограммы:
а) не меняется у человека с момента его рождения до конца жизни
б) претерпевает закономерные изменения у ребенка, в зависимости от созревания морфо-
функциональных физиологических связей коры мозга с нижележащими отделами центральной нервной системы
в) претерпевает закономерные изменения по мере старения здорового человека
8.41. Альфа активность:
а) не меняется при открытых и закрытых глазах
б) блокируется при открывании глаз
в) меняется по частоте при световых мельканиях различного ритма
8.42. Функциональная нагрузка в виде гипервентиляции (медленных, глубоких вдохах и выдохах) в
течение 2-3-5 минут:
а) никогда не меняет целостный паттерн электроэнцефалограммы
б) всегда меняет целостный паттерн электроэнцефалограммы
в) может более или менее изменить целостный паттерн электроэнцефалограммы в зависимости от
чувствительности мозга к гипоксии
8.43. Реакция показателей электроэнцефалограммы п ри проведении гипервентиляции:
а) не зависит от возраста пациента
б) резко усилена у детей младшего возраста и в подростковый период
в) значительно ослаблена у лиц пожилого и старческого возраста
8.44. Реакция мозга при проведении гипервентиляции может быть выражена:
а) в появлении быстрой бета активности высокой амплитуды
б) в появлении пароксизмальных форм активности в виде вспышек или разрядов
8.45. Появление на электроэнцефалограмме пароксизмальных форм активности:
а) всегда указывает на эпилептизацию мозга
б) указывает на дисфункцию в деятельности регулирующих систем мозга и возможность развития
состояний с повышением судорожной готовности мозга
в) нельзя всегда считать признаком эпилептической болезни
8.46. Артефакты на электроэнцефалограмме это:
а) колебания биопотенциалов не мозгового происхождения
б) реактивные изменения в ответ на функциональные нагрузки
8. Анализ и оценка функционального состояния центральной и периферической нервной системы