Beynin elektroensefalogramı - etki prensibi ve uygulama yöntemleri

Zihinsel ve fiziksel olarak dinlenme durumunda olan bir kişi, kafasına elektrotlar uygular ve bir amplifikatör aracılığıyla bunları bir kayıt cihazına bağlarsa, o zaman yakalayabilirsiniz. elektriksel titreşimler... Bu titreşimler serebral korteksten kaynaklanır ve özel sinirsel aktivite ile ilişkilidir. Ameliyat sırasında kafatası açıldığında da doğrudan beyinden kaydedilirler.

Beyinde ritmik, kendiliğinden meydana gelen elektriksel salınımların varlığı, 1875 yılında Rus fizyolog V.Ya.Danilevsky ve İngiliz bilim adamı Richard Cato tarafından, birbirinden bağımsız olarak, açık bir kafatasına sahip hayvanlar üzerinde deneyler yaparak kuruldu.

Daha sonra, bozulmamış kafatasının derisi ve kemikleri aracılığıyla beynin elektrik akımlarını kaydetmenin mümkün olduğu gösterildi. Bu, insanlarda bu fenomenlerin incelenmesine geçişin temelini oluşturdu.

İnsan beyninin elektriksel titreşimlerinin en ilginç özelliği, yaklaşık 10 Hz frekanslı karakteristik, neredeyse düzenli ritimleridir - bunlar sözde alfa dalgalarıdır.Arka planda daha sık salınımlar görülür - 13 - 30 Hz'de beta dalgaları ve 60 - 150 Hz ve üzerinde gama dalgaları. Daha yavaş salınımlar da gözlenir - 1 - 3 - 7 Hz'lik dalgalar.

Beynin elektriksel dalga biçimine elektroensefalogram, elektrofizyolojinin beyindeki elektriksel aktivite modellerini inceleyen dalına elektroensefalografi (EEG) denir.Elektroensefalogramlar, Fourier matematiksel analizine uygundur.

Elektroensefalografi, beyin aktivitesinin teorik çalışmaları için olduğu kadar beyin hastalıklarının teşhisinin pratik amaçları için de büyük önem taşımaktadır.

Nesneyi harici elektromanyetik alanlardan korumak için korumalı bir odaya yerleştirilir. Elektroensefalogram alımındaki hata kaynakları: deri ve kas potansiyeli, elektrokardiyogram, arteriyel nabız, elektrot hareketi, göz kapağı ve göz hareketi ve amplifikatör gürültüsü.

En iyi elektroensefalogram, tamamen dinlenmiş bir kişiden elde edilir: kişi, ekranlı, ses geçirmez, karanlık bir odada rahat bir pozisyonda, dış uyaranlardan izole edilmiş ve tamamen dinlenmiş halde oturuyor veya daha iyi uzanıyor (ancak uyumuyor).

Bu durum çok önemlidir. Genellikle çalışmaya ilk kez gelen kişilerde, dikkatleri ve alışılmadık bir ortamdan korkmaları nedeniyle bir elektroensefalogram kaydetmek zordur.

İnsanlar, doğal EEG özelliklerinde birbirlerinden farklıdır. Bazılarında alfa dalgalarının doğru ritmini tespit etmek çok kolaydır, bazılarında ise hiç kaydedilmez.

Elektroensefalogramlar ayrıca alfa dalgalarının şekli, genliği, süresi, düzenliliği ve ayrıca diğer dalgaların - beta, delta ve gama - konumu, sayısı ve yoğunluğu bakımından farklılık gösterir.

Aylar boyunca tekrarlanan çalışmalarla ortaya konan insan elektroensefalogramının temel özelliklerinin şaşırtıcı sabitliğini not etmek ilginçtir.

İyi çalışılmış bir denekte düzenli bir elektroensefalogramın ne kadar sürede kurulacağını ve karakteristik özelliklerinin neler olduğunu önceden bilmek genellikle mümkündür. Bununla birlikte, sağlıklı bir kişinin bireysel elektroensefalogramının ayırt edici özelliklerinin büyük sabitliğinin yanı sıra, aynı gün içinde bile büyük bir fizyolojik değişkenliği vardır.

Bir kişinin düzenli bir elektroensefalogramını elde etmek için vazgeçilmez bir koşul, uyanık beynin istisnai geri kalanıdır. Bunu enerjik bir durumda beyin aktivitesini kapatarak başarmanın ne kadar zor olabileceği anlaşılabilir.

Bir kişinin serebral korteksinde meydana gelen elektriksel titreşimleri her gün saatlerce gözlemleyerek, beynin o anda ne yaptığını yansıtan bir ayna gibi olduğunu görebiliriz.

Bazen beynin düzenli ritimleri aniden kendiliğinden kaybolur veya yüksek frekanslı salınımlar ortaya çıkar veya özel kas akımları ortaya çıkar. Bu, kişinin bir şey hakkında düşündüğü, bir hareket yaptığı, bir şey hayal ettiği anlamına gelir. Elektroensefalogramın değişkenliği, merkezi sinir sisteminin uyarılabilirliğindeki dalgalanmaları yansıtır.

Bir kişiden, örneğin zor bir durumu temsil eden bir problemi çözme gibi zihinsel bir çalışma yapmasını isterseniz, alfa dalgalarının düzenli ritminin kaybolduğunu ve yüksek frekanslı salınımların ortaya çıktığını gözlemleyebilirsiniz. Yoğun zihinsel çalışma sırasında, alfa dalgalarının yerini, sonlandırıldıktan sonra alfa dalgalarının geri yüklendiği zihinsel aktivite süresi boyunca devam eden 500-1000 Hz'lik yüksek frekanslı deşarjlar alır.

Zihinsel aktivite ile ilişkili yüksek frekanslı salınımlar uzun süre devam edebilir. Genellikle normal bir beyin ritmi oluşturan bir öğrencide EEG kaydetmek zorlaşır - yalnızca yüksek frekanslı salınımlar gözlenir. Deney yapmadığı günlerde sınavlara hazırlanmakla meşgul olduğu ortaya çıktı.

Şaşırtıcı bir kolaylıkla normal olarak düzenli bir elektroensefalogramı olan başka bir denekte, bir kez sadece yüksek frekanslı salınımlar gözlemlendi. Deneyden iki saat önce çizim yaptığı ortaya çıktı.

Genel olarak, normal bir alfa dalgaları ritmi, sakin bir durumda insan beyninin karakteristiğidir ve yüksek frekanslı salınımlar, beta ve gama dalgaları, aktivitesi ile ilişkilidir.

Motor alana ek olarak beynin ritmik aktivitesi, bir insanda doğumdan sadece bir ay sonra başlar; görünüşe göre, çocuk nesneleri tanımaya ve kavramaya başladığında kortikal aktivite ile eş zamanlı olarak gelişir.

Bu yaşta yetişkinlerinkinden farklı olduğu için elektroensefalogram yavaş yavaş değişir, sadece 11-12 yaşlarında bir yetişkinin normuna yaklaşır.Beynin ritmik aktivitesi uykuda devam eder, ancak değişir, daha basitleşir ve pürüzsüzleşir, yavaş titreşimler ortaya çıkar.

Uyuyan kişinin beyninin ritminin, örneğin yan odadan gelen bir arabanın gürültüsü veya sokaktan gelen bir korna sesi tarafından rahatsız edilmediğini, ancak odada bir ses duyulursa, çünkü örneğin, odada birinin olduğu gerçeğiyle ilişkili kağıdın hışırtısı.Uyuyan kişinin beyni değişir. Bu, bir kişinin uykusu sırasında uyanık olan "beynin gözlem noktalarının" varlığından kaynaklanmaktadır.

Elektroensefalografik yöntemin yardımıyla, belirli bir öznel duyumla ilişkili beyin aktivitesindeki bu karmaşık değişiklikleri nesnel olarak gözlemlemek ve kaydetmek mümkündür.

Beyin hastalığında, özel bir şekle ve süreye sahip dalgalar ortaya çıkar. Beyin tümörlerinde delta dalgaları adını verdiği 1-3 Hz frekanslı yavaş dalgalar ortaya çıkıyor. Delta dalgaları, kafatasının tümörün hemen üzerindeki noktasından alındığında kaydedilirken, beynin tümör tarafından alınmayan diğer bölgelerinden alındığında normal dalgalar kaydedilir. Beynin tümörden etkilenen bölümünde delta dalgalarının görünümü, bu bölgedeki korteksin dejenerasyonu ile belirlenir.

Bu şekilde, elektroensefalogram bir tümörün varlığını ve tam yerini tanımaya yardımcı olur. Elektroansefalogramdaki delta dalgaları, beynin diğer patolojik durumlarında da bulunur.

Bazı travmalarda: kafa travmasından yıllar sonra elektroensefalogramda patolojik delta dalgaları görülür.

İnsan beyninin ritimleri, çeşitli nedenlerden kaynaklanan bilinç kaybı ile değişir veya tamamen kaybolur, oksijen eksikliği ile değişir.Böylece, azaltılmış oksijen yüzdesine sahip bir hava karışımında nefes almanın etkisini inceleyen deneylerde, bilinç kaybına neden oldu , voltajda istisnai olan sivri uçlu dalga grupları, sanki beyin bir tür freni kaybetmiş gibi kaydedilir.

Aynı spazmodik yavaş dalgalar, bir kafa travmasından hemen sonra beyin sarsıntısı nedeniyle bilincini kaybetmiş insanlarda da kaydedilmiştir. Bazı beyin hastalıklarında, yüksek frekanslı potansiyeller kaydedilir (örneğin, şizofrenide) veya yavaş dalga ve dalganın değişiminde (epilepside).

Elektroensefalografi yöntemi, beyin hastalıklarının teşhisi ve incelenmesi için esastır. Teorik öneme gelince, serebral korteksin uyarılabilirlik durumunu kaydetmeye izin veren elektroensefalografi, oranı sinirsel aktivitenin ana mekanizmaları olarak kabul edilen insan beynindeki uyarma ve inhibisyon süreçlerinin doğrudan çalışmasına erişim sağlar. .