Elektroencefalogram mozku - princip účinku a způsoby aplikace

Pokud člověk, který je ve stavu duševního a fyzického klidu, přiloží elektrody na hlavu a přes zesilovač je připojí k záznamovému zařízení, pak můžete chytit elektrické vibrace… Tyto vibrace vznikají v mozkové kůře a jsou spojeny se zvláštní nervovou činností. Zaznamenávají se také přímo z mozku při otevření lebky během operace.

Přítomnost rytmických, spontánně se vyskytujících elektrických oscilací v mozku byla stanovena v roce 1875 ruským fyziologem V. Ya.Danilevskim a anglickým vědcem Richardem Cato, nezávisle na sobě, experimentujícími na zvířatech s otevřenou lebkou.

Následně se ukázalo, že je možné zaznamenat elektrické proudy mozku přes kůži a kosti neporušené lebky. To posloužilo jako základ pro přechod ke studiu těchto jevů u lidí.

Nejzajímavější vlastností elektrických vibrací lidského mozku je jejich charakteristický, téměř pravidelný rytmus s frekvencí asi 10 Hz – jedná se o tzv. alfa vlny.Na jejich pozadí jsou patrné častější oscilace - beta vlny na 13 - 30 Hz a gama vlny na 60 - 150 Hz a výše. Pozorovány jsou i pomalejší oscilace - vlny 1 - 3 - 7 Hz.

Elektrický průběh mozku se nazývá elektroencefalogram a odvětví elektrofyziologie, které studuje vzorce elektrické aktivity v mozku, se nazývá elektroencefalografie (EEG).Elektroencefalogramy se hodí pro Fourierovu matematickou analýzu.

Elektroencefalografie má velký význam pro teoretické studium mozkové aktivity i pro praktické účely diagnostiky mozkových chorob.

Pro ochranu objektu před vnějšími elektromagnetickými poli je umístěn ve stíněné místnosti. Zdroje chyb při získávání elektroencefalogramu: kožní a svalový potenciál, elektrokardiogram, tepenná pulsace, pohyb elektrod, pohyb očních víček a očí a šum zesilovače.

Nejlepší elektroencefalogram se získá od člověka v úplném klidu: člověk lépe sedí nebo leží (ale nespí) ve stíněné zvukotěsné tmavé místnosti v pohodlné poloze, izolovaný od vnějších podnětů a v úplném klidu.

Tato okolnost je velmi důležitá. Často u lidí, kteří přicházejí do studovny poprvé, je obtížné zaregistrovat elektroencefalogram kvůli jejich ostražitosti a strachu z neobvyklého prostředí.

Lidé se od sebe liší svými vlastními EEG charakteristikami. V některých je velmi snadné odhalit správný rytmus alfa vln, v jiných se nezaznamenává vůbec.

Elektroencefalogramy se také liší tvarem, amplitudou, délkou trvání, pravidelností vln alfa a také umístěním, počtem a intenzitou dalších vln – beta, delta a gama.

Je zajímavé povšimnout si překvapivé stálosti základních rysů lidského elektroencefalogramu, zjištěné opakovanými studiemi po mnoho měsíců.

Obvykle je možné předem vědět, jak brzy bude u dobře prostudovaného subjektu zaveden pravidelný elektroencefalogram a jaké jsou jeho charakteristické rysy. Spolu s velkou stálostí charakteristických znaků individuálního elektroencefalogramu zdravého člověka však existuje i jeho velká fyziologická variabilita, a to i během téhož dne.

Nepostradatelnou podmínkou pro získání pravidelného elektroencefalogramu člověka je výjimečný odpočinek bdělého mozku. Je pochopitelné, jak těžké může být toho dosáhnout v energetickém stavu, vypnutí mozkové činnosti.

Pozorováním elektrických vibrací, které se vyskytují v mozkové kůře člověka po celé hodiny, den za dnem, můžeme vidět, že mozek je často jako zrcadlo, které odráží to, co člověk v danou chvíli dělá.

Někdy pravidelné rytmy mozku náhle samy zmizí nebo se objeví vysokofrekvenční oscilace nebo se objeví zvláštní svalové proudy. Znamená to, že ten člověk o něčem přemýšlel, udělal nějaký pohyb, něco si představoval. Variabilita elektroencefalogramu odráží kolísání excitability centrálního nervového systému.

Pokud někoho požádáte, aby provedl nějakou duševní práci, například vyřešil problém představující obtížnou situaci, můžete pozorovat mizení pravidelného rytmu alfa vln a výskyt vysokofrekvenčních oscilací. Při intenzivní duševní práci jsou alfa vlny nahrazeny vysokofrekvenčními výboji 500-1000 Hz, trvajícími po celou dobu trvání duševní činnosti, po jejichž ukončení se alfa vlny obnoví.

Vysokofrekvenční oscilace spojené s duševní činností mohou trvat dlouhou dobu. U studenta, který obvykle nastolí normální mozkový rytmus, je obtížné zaznamenat EEG – jsou pozorovány pouze vysokofrekvenční oscilace. Ukázalo se, že ve dnech bez experimentů byl zaneprázdněn přípravou na zkoušky.

U jiného subjektu, který měl normálně pravidelný elektroencefalogram s překvapivou lehkostí, byly jednou pozorovány pouze vysokofrekvenční oscilace. Ukázalo se, že před experimentem kreslil dvě hodiny.

Obecně je pro lidský mozek v klidném stavu charakteristický normální rytmus alfa vln a s jeho činností jsou spojeny vysokofrekvenční oscilace, beta a gama vlny.

Rytmická činnost mozku kromě motorické oblasti začíná u člověka až měsíc po narození; rozvíjí se zjevně současně s kortikální aktivitou, když dítě začíná poznávat a uchopovat předměty.

Protože se v tomto věku liší od věku dospělých, elektroencefalogram se postupně mění, teprve ve věku 11-12 let se blíží normě pro dospělého.Rytmická činnost mozku ve spánku pokračuje, ale mění se, zjednodušuje se a objevují se plynulé, pomalé vibrace.

Zajímavé je, že rytmus mozku spícího neruší např. hluk auta z vedlejšího pokoje nebo zvuk klaksonu z ulice, ale pokud se v místnosti ozve zvuk, např. například šustění papíru, spojené s tím, že je někdo v místnosti.spáčův mozek se mění. To je způsobeno přítomností «pozorovacích bodů mozku», které jsou během spánku člověka vzhůru.

Pomocí elektroencefalografické metody je možné tyto komplexní změny mozkové aktivity spojené s určitým subjektivním vjemem objektivně pozorovat a zaznamenávat.

Při onemocnění mozku se objevují vlny zvláštního tvaru a trvání. U mozkových nádorů se objevují pomalé vlny o frekvenci 1-3 Hz, které nazývá delta vlny. Delta vlny se zaznamenávají při snímání z bodu na lebce přímo nad nádorem, zatímco při snímání z jiných oblastí mozku nezachycených nádorem se zaznamenávají normální vlny. Vzhled delta vln v části mozku postižené nádorem je dán degenerací kůry v tomto místě.

Elektroencefalogram tak pomáhá rozpoznat přítomnost nádoru a jeho přesnou polohu. Delta vlny v elektroencefalogramu se nacházejí i u jiných patologických stavů mozku.

U některých traumat: patologické delta vlny jsou na elektroencefalogramu pozorovány mnoho let po poranění hlavy.

Rytmy lidského mozku se mění nebo úplně mizí ztrátou vědomí způsobenou z různých důvodů, mění se nedostatkem kyslíku.Takže v experimentech studujících vliv dýchání ve směsi vzduchu se sníženým procentem kyslíku, který způsobila ztrátu vědomí, jsou zaznamenány skupiny špičatých vln, výjimečných napětím, jako by mozek ztratil nějakou brzdu.

Stejné křečovité pomalé vlny byly zaznamenány u lidí v bezvědomí z otřesu mozku bezprostředně po poranění hlavy. U některých onemocnění mozku jsou registrovány vysokofrekvenční potenciály (například u schizofrenie) nebo při střídání pomalé vlny a vlny (u epilepsie).

Metoda elektroencefalografie je nezbytná pro diagnostiku a studium onemocnění mozku. Pokud jde o teoretický význam, elektroencefalografie, která umožňuje registrovat stav excitability mozkové kůry, otevírá přístup k přímému studiu procesů excitace a inhibice v lidském mozku, jejichž poměr je považován za hlavní mechanismy nervové aktivity .