2.7. Электроэнцефалография
Первая запись биотоков мозга человека была произведена Бергером в 1929 г. В настоящее время метод электроэнцефалографии (ЭЭГ) по сути является единственным методом диагностики изменений функционального состояния мозга.
Электроэнцефалография представляет собой метод исследования электрической активности нервных клеток головного мозга через неповрежденные покровы головы. Регистрация потенциалов мозга производится с помощью электродов, наложенных на кожу головы.
Для обычной записи ЭЭГ употребляются электроды, сделанные из серебра, хлорида серебра или из химически чистого олова и затем хромированные. В условиях реанимации и при хирургических операциях на мозге используются специальные игольчатые электроды.
В электроэнцефалограмме выделяются характерные составляющие, отличающиеся амплитудой и частотой колебаний. Преобладающими в состоянии покоя являются колебания с частотой 8 - 13 Гц, так называемый альфа-ритм, амплитуда которых находится в пределах 50 - 100 мкВ. Кроме этого регистрируются колебания с частотой 14 - 30 Гц и амплитудой 10 -30 мкВ (бета-ритм), с частотой выше 31 ГЦ (гамма-ритм), частотой 4 - 7 Гц (тета-ритм) и 1,5 - 3 Гц (дельта-ритм).
Энцефалографы обеспечивают регистрацию биопотенциалов мозга в пределах 5 -500 мкВ, поэтому имеют коэффициент усиления до 200000. Такое усиление достигается применением нескольких каскадов усиления (до 5 - 6). Полосы регистрации частот находится в пределах 0,5 - 100 Гц.
Для регистрации биопотенциалов различных отделов головного мозга применяется 16- 24 электрода и не менее четырех каналов усиления и регистрации. Имеются электроэнцефалографы с 8 и 16 каналами.
При регистрации биопотенциалов применяют униполярный и биполярный методы отведений (рис. 21), причем униполярный реализуется по двум схемам.
Рис. 21. Три способа отведений в электроэнцефалографии: а - однополюсный; б - униполярный с опорной точкой, образованной соединением всех электродов между собой; в - биполярный
Основной трудностью при регистрации ЭЭГ является малый уровень регистрируемых сигналов (с уровня в несколько микровольт).
Поэтому форму и материал электродов выбирают такими, чтобы обеспечивалось получение наименьшего переходного сопротивления и не возникала бы их поляризация. Обычно применяют электроды из серебра или хлористого серебра, при которых переходное сопротивление не превышает 1 - 2кОм. Они закрепляются на голове с помощью специального шлема или с помощью резиновых бинтов. Место контакта тщательно обезжиривают, волосы в месте контакта раздвигают или иногда выстригают. Для уменьшения переходного сопротивления место контакта покрывают специальной электропроводной пастой. Для контроля за значением переходного сопротивления в схему прибора обычно вводят устройство, обеспечивающее измерение его значения.
При униполярном однополюсном отведении регистрируются изменения потенциалов относительно точки, т.е. общего индифферентного электрода для всех каналов, в качестве которой используют обычно мочку уха (рис. 21, а). В другом случае используют отведения по отношению к усредненному потенциалу, т.е. к индифферентному электроду, полученному при соединении между собой электродов через одинаковые резисторы в блоке коммутатора (рис. 21, б). При биполярном методе отведений по каждому каналу регистрируется разность потенциалов между двумя электродами (рис. 21, в). Такое отведение позволяет наиболее точно локализовать отдельные вспышки электрической активности мозга.
В связи со сложностью визуального анализа ЭЭГ применяют различные устройства, автоматизирующие этот анализ. В современных электроэнцефалографах ЭЭГ сигнал переводится в цифровую форму. Последующая обработка заключается в измерении амплитуды, частоты кривой и временного интервала при использовании различных условий и параметров.
Дополнительную информацию дает регистрация так называемых вызванных биопотенциалов мозга, изменяющихся под действием какого-либо внешнего раздражителя, представляющих собой фоновый ответ нервной системы на различные внешние стимулы. Для регистрации момента подачи стимула на ленту наносится отметка раздражителя.
Иногда фоновые потенциалы оказываются в 5 - 20 раз меньше амплитудного уровня ЭЭГ.
В зависимости от типа стимула наиболее часто используются ВП:
зрительные (ЗВП) в ответ на световую стимуляцию;
слуховые (СВП) в ответ на звуковую стимуляцию;
соматосенсорные (ССВП) в ответ на электрическую стимуляцию; когнитивные ВП, связанные с распознаванием стимулов.
Иногда проводят электрокортиографию (ЭкоГ). Это разновидность электроэнцефалографии, при которой регистрируется электрическая активность с коры головного мозга. Осуществляется с помощью графитовых электродов, располагаемых на открытой зоне мозга.
Аналогичный подход используется при проведении электроцеребрографии (регистрация электрической активности различных слоев мозга с помощью погружных электродов); электронейрографии (регистрация электрической активности одиночных клеток и нервных волокон с помощью микроэлектродов); электроретинографии (регистация изменения биопотенциалов сетчатки глаза под действием одиночного светового импульса).