Smadzeņu elektroencefalogramma - darbības princips un pielietošanas metodes

Ja cilvēks, kurš atrodas garīgās un fiziskās atpūtas stāvoklī, uzliek elektrodus uz galvas un caur pastiprinātāju savieno tos ar ierakstīšanas ierīci, tad jūs varat noķert elektriskās vibrācijas… Šīs vibrācijas rodas smadzeņu garozā un ir saistītas ar īpašu nervu darbību. Tie tiek ierakstīti arī tieši no smadzenēm, kad operācijas laikā tiek atvērts galvaskauss.

Ritmisku, spontāni notiekošu elektrisko svārstību klātbūtni smadzenēs 1875. gadā konstatēja krievu fiziologs V. Ja Daņiļevskis un angļu zinātnieks Ričards Kato, neatkarīgi viens no otra, eksperimentējot ar dzīvniekiem ar atvērtu galvaskausu.

Pēc tam tika pierādīts, ka ir iespējams reģistrēt smadzeņu elektriskās strāvas caur neskartā galvaskausa ādu un kauliem. Tas kalpoja par pamatu pārejai uz šo parādību izpēti cilvēkiem.

Cilvēka smadzeņu elektrisko vibrāciju interesantākā iezīme ir tām raksturīgais, gandrīz regulārs ritms ar aptuveni 10 Hz frekvenci – tie ir tā sauktie alfa viļņi.To fonā ir redzamas biežākas svārstības - beta viļņi 13 - 30 Hz un gamma viļņi 60 - 150 Hz un augstāk. Tiek novērotas arī lēnākas svārstības - viļņi 1 - 3 - 7 Hz.

Smadzeņu elektrisko viļņu formu sauc par elektroencefalogrammu, un elektrofizioloģijas nozari, kas pēta smadzeņu elektriskās aktivitātes modeļus, sauc par elektroencefalogrāfiju (EEG). Elektroencefalogrammas ir piemērotas Furjē matemātiskajai analīzei.

Elektroencefalogrāfijai ir liela nozīme smadzeņu darbības teorētiskajos pētījumos, kā arī praktiskos smadzeņu slimību diagnostikas nolūkos.

Lai aizsargātu objektu no ārējiem elektromagnētiskajiem laukiem, tas tiek novietots ekranētā telpā. Kļūdu avoti elektroencefalogrammas iegūšanā: ādas un muskuļu potenciāls, elektrokardiogramma, artēriju pulsācija, elektrodu kustība, plakstiņu un acu kustība un pastiprinātāja troksnis.

Vislabāko elektroencefalogrammu iegūst no cilvēka pilnīgā miera stāvoklī: cilvēks labāk sēž vai guļ (bet neguļ) aizsegtā, skaņu necaurlaidīgā tumšā telpā ērtā pozā, izolētā no ārējiem stimuliem un atrodas pilnīgā atpūtā.

Šis apstāklis ​​ir ļoti svarīgs. Nereti cilvēkiem, kuri uz pētījumu ierodas pirmo reizi, ir grūti reģistrēt elektroencefalogrammu viņu modrības un bailes no neparastas vides dēļ.

Cilvēki atšķiras viens no otra ar tiem raksturīgajām EEG īpašībām. Dažos ir ļoti viegli noteikt pareizo alfa viļņu ritmu, citās tas netiek ierakstīts vispār.

Elektroencefalogrammas atšķiras arī pēc formas, amplitūdas, ilguma, alfa viļņu regularitātes, kā arī citu viļņu - beta, delta un gamma - atrašanās vietas, skaita un intensitātes.

Interesanti atzīmēt cilvēka elektroencefalogrammas pamatiezīmju pārsteidzošo noturību, ko nosaka atkārtoti pētījumi daudzu mēnešu garumā.

Parasti jau iepriekš var zināt, cik ātri labi apgūtā priekšmetā tiks izveidota regulāra elektroencefalogramma un kādas ir viņam raksturīgās pazīmes. Tomēr līdz ar veselīga cilvēka individuālās elektroencefalogrammas atšķirīgo pazīmju lielo noturību pastāv arī liela tās fizioloģiska mainība pat vienas dienas laikā.

Neaizstājams nosacījums, lai iegūtu regulāru cilvēka elektroencefalogrammu, ir ārkārtas nomoda smadzeņu atpūta. Ir saprotams, cik grūti to var panākt enerģiskā stāvoklī, izslēdzot smadzeņu darbību.

Vērojot stundām, dienu no dienas, elektriskās vibrācijas, kas rodas cilvēka smadzeņu garozā, var redzēt, ka smadzenes bieži ir kā spogulis, kas atspoguļo to, ko cilvēks pašlaik dara.

Dažreiz regulārie smadzeņu ritmi pēkšņi pazūd paši no sevis, vai parādās augstfrekvences svārstības, vai parādās īpašas muskuļu strāvas. Tas nozīmē, ka cilvēks par kaut ko domāja, izdarīja kādu kustību, kaut ko iedomājās. Elektroencefalogrammas mainīgums atspoguļo centrālās nervu sistēmas uzbudināmības svārstības.

Ja jūs lūdzat cilvēku veikt kādu garīgu darbu, piemēram, atrisināt problēmu, kas atspoguļo sarežģītu situāciju, tad jūs varat novērot alfa viļņu regulārā ritma izzušanu un augstfrekvences svārstību parādīšanos. Intensīva garīgā darba laikā alfa viļņi tiek aizstāti ar augstfrekvences izlādi 500-1000 Hz, kas ilgst visu garīgās darbības laiku, pēc kuras pārtraukšanas alfa viļņi tiek atjaunoti.

Augstas frekvences svārstības, kas saistītas ar garīgo darbību, var ilgt ilgu laiku. Studentam, kurš parasti izveido normālu smadzeņu ritmu, kļūst grūti reģistrēt EEG - tiek novērotas tikai augstfrekvences svārstības. Izrādījās, ka viņš bija aizņemts ar gatavošanos eksāmeniem savās no eksperimentiem brīvajās dienās.

Citam subjektam, kuram ar pārsteidzošu vieglumu bija parasti regulāra elektroencefalogramma, tikai vienu reizi tika novērotas augstfrekvences svārstības. Izrādījās, ka viņš pirms eksperimenta zīmējis divas stundas.

Kopumā cilvēka smadzenēm mierīgā stāvoklī ir raksturīgs normāls alfa viļņu ritms, un ar to darbību ir saistītas augstfrekvences svārstības, beta un gamma viļņi.

Smadzeņu ritmiskā darbība, papildus motoriskajai zonai, cilvēkā sākas tikai mēnesi pēc dzimšanas; Acīmredzot tas attīstās vienlaikus ar kortikālo darbību, kad bērns sāk atpazīt un satvert objektus.

Tā kā šajā vecumā tas atšķiras no pieaugušajiem, elektroencefalogramma pamazām mainās, tikai 11-12 gadu vecumā tā tuvojas pieauguša cilvēka normai.Smadzeņu ritmiskā darbība miegā turpinās, bet mainās, kļūst vienkāršotāka un vienmērīgāka, parādās lēnas vibrācijas.

Interesanti atzīmēt, ka guļošā smadzeņu ritmu netraucē, piemēram, mašīnas troksnis no blakus istabas vai skaņas signāls no ielas, bet, ja istabā ir dzirdama skaņa, piemēram, papīra šalkoņa, kas saistīta ar to, ka istabā ir kāds.gulētāja smadzenes mainās. Tas ir saistīts ar «smadzeņu novērošanas punktu» klātbūtni, kas cilvēka miega laikā ir nomodā.

Ar elektroencefalogrāfiskās metodes palīdzību ir iespējams objektīvi novērot un fiksēt šīs sarežģītās smadzeņu darbības izmaiņas, kas saistītas ar noteiktu subjektīvu sajūtu.

Smadzeņu slimībās parādās īpašas formas un ilguma viļņi. Smadzeņu audzējos parādās lēni viļņi ar frekvenci 1-3 Hz, ko viņš sauc par delta viļņiem. Delta viļņi tiek reģistrēti, kad tie tiek uztverti no galvaskausa punkta tieši virs audzēja, savukārt, kad tie tiek uztverti no citām smadzeņu zonām, ko audzējs neuztver, tiek reģistrēti normāli viļņi. Delta viļņu parādīšanos audzēja skartajā smadzeņu daļā nosaka garozas deģenerācija šajā vietā.

Tādā veidā elektroencefalogramma palīdz atpazīt audzēja klātbūtni un precīzu tā atrašanās vietu. Delta viļņi elektroencefalogrammā ir atrodami arī citos smadzeņu patoloģiskos apstākļos.

Dažās traumās: patoloģiski delta viļņi tiek novēroti elektroencefalogrammā daudzus gadus pēc galvas traumas.

Cilvēka smadzeņu ritmi mainās vai pilnībā izzūd ar dažādu iemeslu izraisītu samaņas zudumu, tie mainās ar skābekļa trūkumu.Tādējādi eksperimentos pētot ietekmi, ko rada elpošana gaisa maisījumā ar samazinātu skābekļa procentu, kas. izraisīja samaņas zudumu, tiek reģistrētas smailveida viļņu grupas ar izcilu spriegumu, it kā smadzenes būtu zaudējušas kaut kādu bremzi.

Tie paši spazmīgie lēni viļņi ir reģistrēti cilvēkiem bezsamaņā no smadzeņu satricinājuma tūlīt pēc galvas traumas. Dažās smadzeņu slimībās tiek reģistrēti augstfrekvences potenciāli (piemēram, šizofrēnijas gadījumā) vai lēna viļņa un viļņa maiņa (epilepsijas gadījumā).

Elektroencefalogrāfijas metode ir būtiska smadzeņu slimību diagnosticēšanai un izpētei. Runājot par teorētisko nozīmi, elektroencefalogrāfija, kas ļauj reģistrēt smadzeņu garozas uzbudināmības stāvokli, paver piekļuvi tiešai ierosmes un inhibīcijas procesu izpētei cilvēka smadzenēs, kuru attiecība tiek uzskatīta par galvenajiem nervu darbības mehānismiem. .