Електроенцефалограма на мозъка — принцип на действие и методи на приложение

Ако човек, който е в състояние на умствена и физическа почивка, прилага електроди към главата и чрез усилвател ги свързва със записващо устройство, тогава можете да хванете електрически вибрации… Тези вибрации възникват в кората на главния мозък и са свързани със специална нервна дейност. Те също се записват директно от мозъка при отваряне на черепа по време на операцията.

Наличието на ритмични, спонтанно възникващи електрически трептения в мозъка е установено през 1875 г. от руския физиолог В. Я. Данилевски и английския учен Ричард Катон, независимо един от друг, експериментирайки върху животни с отворен череп.

Впоследствие беше доказано, че е възможно да се регистрират електрически токове на мозъка през кожата и костите на непокътнатия череп. Това послужи като основа за прехода към изследване на тези явления при хора.

Най -интересната особеност на електрическите вибрации на човешкия мозък е техният характерен, почти правилен ритъм с честота около 10 Hz — това са така наречените алфа вълни. На техния фон се виждат по -чести трептения — бета вълни при 13 — 30 Hz и гама вълни при 60 — 150 Hz и нагоре. Наблюдават се и по -бавни трептения — вълни от 1 — 3 — 7 Hz.

Електрическата форма на вълната на мозъка се нарича електроенцефалограма, а клонът на електрофизиологията, който изучава моделите на електрическата активност в мозъка, се нарича електроенцефалография (ЕЕГ).Електроенцефалограмите се поддават на математически анализ според Фурие.

Електроенцефалографията е от голямо значение за теоретични изследвания на мозъчната дейност, както и за практически цели за диагностициране на мозъчни заболявания.

За да предпази обекта от външни електромагнитни полета, той е поставен в екранирана стая. Източници на грешки при вземане на електроенцефалограма: кожен и мускулен потенциал, електрокардиограма, пулсация на артериите, движение на електроди, движение на клепачите и очите, както и шум от усилвател.

Най -добрата електроенцефалограма се получава от човек с пълна почивка: човек седи или лежи по -добре (но не спи) в екранирана звукоизолирана тъмна стая в удобна позиция, изолирана от външни стимули и в пълна почивка.

Това обстоятелство е много важно. Често при хора, които идват на изследването за първи път, е трудно да се регистрира електроенцефалограма поради тяхната бдителност и страх от необичайна среда.

Хората се различават един от друг по присъщите им характеристики на електроенцефалограмата. При някои е много лесно да се открие правилния ритъм на алфа вълните, при други изобщо не се записва.

Електроенцефалограмите също се различават по форма, амплитуда, продължителност, редовност на алфа вълните, както и по местоположението, броя и интензивността на други вълни — бета, делта и гама.

Интересно е да се отбележи изненадващото постоянство на основните характеристики на човешката електроенцефалограма, установено от многократни проучвания в продължение на много месеци.

Обикновено е възможно предварително да се знае колко скоро ще бъде установена редовна електроенцефалограма при даден добре изследван субект и какви са неговите характерни черти. Въпреки това, наред с голямото постоянство на отличителните черти на индивидуалната електроенцефалограма на здрав човек, има и голяма физиологична вариабилност на нея, дори през същия ден.

Незаменимо условие за получаване на редовна електроенцефалограма на човек е изключителната почивка на будния мозък. Разбираемо е колко трудно може да бъде постигането на това в енергично състояние, изключване на мозъчната дейност.

Наблюдавайки с часове, ден след ден електрическите вибрации, възникващи в мозъчната кора на човека, човек може да се увери, че мозъкът често е като огледало, отразяващо това, което човек прави в момента.

Понякога редовните ритми на мозъка изведнъж изчезват сами или се появяват високочестотни трептения или се появяват специални мускулни течения. Това означава, че човекът е помислил за нещо, направил е някакво движение, представил си е нещо. Променливостта на електроенцефалограмата отразява колебанията в възбудимостта на централната нервна система.

Ако помолите човек да извърши някакъв умствен труд, например решаване на проблем, представляващ трудна ситуация, тогава можете да наблюдавате изчезването на редовния ритъм на алфа вълните и появата на трептения с висока честота. При интензивна умствена работа алфа вълните се заменят с високочестотни разряди от 500-1000 Hz, продължаващи през цялото време на умствената дейност, след прекратяването на които алфа вълните се възстановяват.

Високочестотните колебания, свързани с умствената дейност, могат да продължат дълго време. При един студент, който обикновено установява нормален ритъм на мозъка, става трудно да се регистрира електроенцефалограма — наблюдавани са само колебания с висока честота. Оказа се, че той е бил зает с подготовката за изпитите през дните си свободни от експерименти.

При друг субект, който е имал обикновено редовна електроенцефалограма с изненадваща лекота, веднъж са наблюдавани само високочестотни трептения. Оказа се, че той е рисувал два часа преди експеримента.

Като цяло, нормален ритъм на алфа вълните е характерен за човешкия мозък в спокойно състояние, а високочестотните трептения, бета и гама вълните, са свързани с неговата активност.

Ритмичната активност на мозъка, в допълнение към двигателната област, започва при човек само месец след раждането; тя се развива, очевидно, едновременно с кортикалната активност, когато детето започва да разпознава и хваща предмети.

Тъй като на тази възраст е различна от тази на възрастните, електроенцефалограмата постепенно се променя, само до 11-12 годишна възраст се доближава до нормата за възрастен. Ритмичната активност на мозъка продължава в съня, но се променя, става по -опростена и плавна, появяват се бавни вибрации.

Интересно е да се отбележи, че ритъмът на мозъка на спящия не се нарушава, например, от шума на кола от съседната стая или от звука на клаксона от улицата, но ако в стаята се чуе звук например шумоленето на хартия, свързано с факта, че в стаята има някой.мозъкът на спящия се променя. Това се дължи на наличието на «наблюдателни точки на мозъка», които са будни по време на сън на човек.

С помощта на електроенцефалографския метод е възможно обективно да се наблюдават и записват тези сложни промени в мозъчната дейност, свързани с определено субективно усещане.

При мозъчно заболяване се появяват вълни със специална форма и продължителност. При мозъчни тумори се появяват бавни вълни с честота 1 — 3 Hz, които той нарича делта вълни. Делта вълните се записват, когато се прибират от точката на черепа директно над тумора, докато когато се прибират от други области на мозъка, които не са уловени от тумора, се записват нормални вълни. Появата на делта вълни в частта на мозъка, засегната от тумора, се определя от дегенерацията на кората на това място.

По този начин електроенцефалограмата помага да се разпознае наличието на тумор и неговото точно местоположение. Делта вълните в електроенцефалограмата се срещат и при други патологични състояния на мозъка.

При някои травми: патологични делта вълни се наблюдават в електроенцефалограмата много години след нараняване на главата.

Ритмите на човешкия мозък се променят или изчезват напълно със загуба на съзнание, причинена от различни причини, те се променят с недостиг на кислород.Така при експерименти, изучаващи ефекта от вдишването на смес от въздух с намален процент кислород, което е причинило загуба на съзнание, се записват групи от подобни на скок вълни, изключителни по отношение на напрежението, сякаш мозъкът е загубил някакъв вид на спирачка.

Същите спазматични бавни вълни са регистрирани при хора в безсъзнателно състояние от сътресение веднага след нараняване на главата. При някои мозъчни заболявания се регистрират високочестотни потенциали (например при шизофрения) или при редуване на бавна вълна и вълна (при епилепсия).

Методът на електроенцефалографията е от съществено значение за диагностиката и изследването на мозъчни заболявания. Що се отнася до теоретичното значение, електроенцефалографията, позволяваща да се регистрира състоянието на възбудимост на мозъчната кора, отваря достъп за директно изследване на процесите на възбуждане и инхибиране в човешкия мозък, чието съотношение се счита за основните механизми на нервната дейност.