Электроэнцефалография.           

 Вопросы по теме:

1. История открытия электрической активности мозга и регистрации её. Роль отечественных ученых и физиологов (А. Данилевский, В. Правдич-Неминский, Г. Бергер).

2. Механизмы возникновения электрических потенциалов в мозге.

3. Способы регистрации электрических потенциалов мозга человека (ЭЭГ, ЭКоГ, ВП и др.).

4. Частотно-амплитудная характеристика основных ритмов ЭЭГ.

5. Оценка функционального состояния мозга человека с помощью ЭЭГ (бодрствование, сон, наркоз), полиграфия.

6. Физиологические основы распределения ритмов ЭЭГ и их клиническая трактовка.

1.1.  Введение

Диагностика ряда неврологических заболеваний во многом зависит от данных нейрофи­зиологических методов исследования. Среди них важное место принадлежит методу изучения биоэлектрической активности головного мозга - электроэнцефалографии.

К помощи электроэнцефалографии прибегают для выявления объемных, воспалительных и сосудистых процессов головного мозга, уточнения локализации патологических очагов. Ди­агностика эпилепсии в основном базируется на специфических электроэнцефалографических данных.

Анализ электроэнцефалограмм достаточно сложен и требует участия высококвалифици­рованного нейрофизиолога, обладающего практическим опытом, владеющего и неврологиче­ской семиотикой.

Вместе с тем, трактовка электроэнцефалографических параметров допускает возможность широкой интерпретации полученной информации, привносит определенный субъективный фактор, что в ряде случаев затрудняет установление правильного диагноза, сопоставление ре­зультатов повторных исследований.

Расширить возможности электроэнцефалографии, объективизировать полученные данные, облегчить проведение количественного анализа во многом помогает компьютерная обработка электроэнцефалограмм^

1.2.  Сущность метода

Электроэнцефалография (ЭЭГ) - метод исследования биоэлектрической активности го­ловного мозга, возникающей в процессе его деятельности.

Мембрана нервной клетки обладает потенциалом покоя, составляющим около60-70 мкВ, являющимся необходимым условием нормального функционирования нейрона и генерирования им электрической активности. При замедлении или прекращении обмена веществ электриче­ская активность нейронов уменьшается, а затем полностью прекращается, свидетельствуя о клинической и биологической смерти головного мозга.

Электрические процессы, происходящие на уровне отдельных нейронов, можно зарегист­рировать с помощью микроэлектродов, вводимых непосредственно в нейрон. В клинической практике электрическую активность головного мозга чаще исследуют накожными или игольча­тыми электродами, размеры которых значительно превышают величину нейрона. Поэтому кри­вые ЭЭГ являются результатом суммарной электрической активности большого количества нервных клеток.

Важно подчеркнуть, что если бы нейроны испускали электрические потенциалы незави­симо друг от друга, происходило бы разнонаправленное наложение множества потенциалов са­мой разнообразной величины и частоты, и в результате этого регистрировалась бы почти пря­мая линия.

 

 

Однако у здорового человека на ЭЭГ наблюдаются хорошо организованные ритмические колебания, что свидетельствует о наличии объединяющих (синхронизирующих) структур го­ловного мозга.

В настоящее время установлено, что регуляция функциональной активности головного мозга осуществляется, главным образом, стволовыми структурами и частично преоптическими зонами переднего мозга. Среди этих структур имеются активизирующие системы, расположен­ные на уровне ретикулярной формации среднего мозга и в преоптических ядрах переднего моз­га, и тормозящие образования, находящиеся в неспецифических таламических ядрах, нижних отделах моста и продолговатом мозге. Общим для этих систем является ретикулярная органи­зация их подкорковых механизмов и диффузные, двусторонние корковые проекции. Поэтому локальная активизация части подкорковых систем вызывает вовлечение в процесс всех активи-зирующе-тормозящих структур и распространение их влияний на весь мозг.

1.2.1. Методика записи электроэнцефалограмм

Для получения полноценной картины биоэлектрической активности головного мозга тре­
буется тщательная установка накожных или игольчатых электродов. При этом следует соблю­
дать строгую симметричность относительно сагиттальной линии, стараться располагать элек­
троды на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы они находились над всеми основными
отделами конвекситальной поверхности мозга: лобными, центральными, теменными, затылоч­
ными, височными.                                                                                                   ^

В практической медицине чаще используют международную систему установки электро­дов "10-20%" (1а$рег Н., 1957) (Рис. 1.1).

 

Рис. Расположения активных электродов по системе «10 — 20».

Числа 10 и 20обозначают относительные расстояния линий электродов друг от друга. Буквенные обозначения и номерные индексы пунктов регистрации ЭЭГ соответствуют принятой номенклатуре. Они образованы от латинских названий соответствующих долей коры: F frontalis (лобные), P parietalis (теменные), O occipitals (затылочные),T temporales (височные). Отдельно обозначаются центральные электродыC centralis.

 

 

Рис.. Примерное расположение активных электродов на голове (только левые и срединные). Обозначения электродов см. на предыдущем рисунке

 

При работе на 8-канальных электроэнцефалографах применяют модифицированные схемы с уменьшенным количеством электродов, устанавливая над каждой долей головного мозга по одному электроду справа и слева.

В электроэнцефалографии используют два варианта отведений, условно подразделяемые на монополярные (референтные) и биполярные.

Монополярным называют такое отведение, когда на одну из входных клемм усилителя подается электрический потенциал от электрода, стоящего над мозгом, а на другую - потенциал от электрода, установленного на определенном удалении от мозга, или некоторый усредненный потенциал, обусловленный каким-либо локальным источником. Электрод, расположенный над мозгом, чаще всего называют активным. Электрод, удаленный от мозговой ткани, носит назва­ние пассивного, референтного, индиффирентного.

Референтный электрод располагают на мочке ипсилатерального уха, на подбородке или иногда на носу. Установление референтного электрода на более удаленных частях тела встреча­ет ряд трудностей, отчасти связанных с фиксацией электрода, но главным образом, с помехами от других электрически активных органов тела - мышц и сердца. Крепление электрода на носу представляет некоторое неудобство для обследуемого и используется только в специальных ис­следованиях, в которых установление электрода на мочке уха по каким-либо причинам нежела­тельно. В некоторых случаях в качестве референтного электрода используют отведение от двух закороченных между собой электродов, расположенных на мочках ушей.

В качестве референтного усредненного электрода используют проводник, к которому через одинаковые достаточно большие сопротивления параллельно подсоединены все электроды, на­ходящиеся на голове обследуемого, включая и активный электрод.

Монополярные отведения позволяют лучше оценить общую картину биоэлектрической активности головного мозга, оценить межполушарную асимметрию.

Биполярным называют отведение, при котором к положительной и отрицательной входной клеммам усилителя подсоединяют электроды, стоящие над мозгом.

Для получения качественной электроэнцефалограммы желательно поместить пациента в свето- и звукоизолированное помещение. Для многих электроэнцефалографов непременным условием являлось экранирование комнат, где проводится ЭЭГ исследование, с целью умень­шения электромагнитных помех. Электроэнцефалографы фирмы "НейроСофт" позволяют про­водить исследование в любых помещениях, даже в реанимационных палатах и операционных блоках.

Больного лучше поместить в кресле, в расслабленной позе, с закрытыми глазами. Перво­начально производится запись "фоновой" ЭЭГ, затем производятся разнообразные тесты: в виде звуковых и световых раздражений, пробы с открыванием и закрыванием глаз с наблюдением за динамикой основных ритмов.

В настоящее время наиболее распространен тест с гипервентиляцией: больной глубоко и ритмично дышит в течение 1-3 минут; при этом регистрация ЭЭГ осуществляется не менее 3 минут во время и после проведения гипервентиляции.

Можно применять фармакологические тесты, вводя во время записи ЭЭГ те или иные препараты в зависимости от цели обследования.

 

1.2.2. Принципы трактовки электроэнцефалограмм

Построение заключения по имеющейся электроэнцефалограмме подчиняется определен­ному алгоритму и в соответствии с ним может быть разделено на три основных этапа.

1. Определение функционального состояния мозга пациента.

2. Указание на наличие или отсутствие локальных патологических изменений био­
потенциалов.

3. Выявление корково-подкорковых феноменов, расцениваемых как ЭЭГ эквивалент эпи­
лептических пароксизмов.

Эти положения по сути отражают три задачи, которые решает нейрофизиолог для каждого пациента. Естественно, что в отдельных случаях значение одной из задач может преобладать, а расставить приоритеты, в первую очередь, должен лечащий врач, направляющий больного на обследование. Знание особенностей неврологического статуса, ведущего синдрома заболевания позволит нейрофизиологу дать исчерпывающий ответ.

Общеизвестно, что ЭЭГ - это запись суммарной активности нейронов коры головного мозга, но при таком узком подходе к методике резко снижается ее диагностическая значимость.

Мы придерживаемся определения электроэнцефалографии как записи потенциалов нейронов коры головного мозга, находящихся под постоянным воздействием его неспецифических систем.

Рис. 1.2. Вариант нормально организованной ЭЭГ.

Доказано, что нейродинамика мозга определяется взаимодействием синхронизирующей и активизирующей (десинхронизирующей) систем. Первая анатомически локализуется в перед­них отделах гипоталамуса, зрительном бугре и в каудальном стволе, ее деятельность определяет состояние расслабленного бодрствования и сна. Вторая - обеспечивает состояние бодрствова­ния и располагается в оральных отделах ствола. Взаимоотношение указанных систем создает оптимальные условия для функционирования мозга и ту картину ЭЭГ, которую принято назы­вать электроэнцефалограммой здорового бодрствующего человека или нормально организован­ной ЭЭГ (Рис. 1.2).

Итак, нормально организованная активность мозга у пациента в состоянии расслабленно­го бодрствования представлена тремя основными ритмами.

а-ритм - ритмические синусоидальные колебания частотой 8-13 Гц, амплитудой до 100 мкВ, веретенообразно модулированные (Рис. 1.3). Они представлены преимущественно в задних отделах мозга.

Рис. 1.3. Альфа-ритм.

а-ритм дает реакцию депрессии (активации) при открывании и восстанавливается при за­крывании глаз (Рис. 1.4).

Рис. 1.4. Депрессия и восстановление альфа-ритма.

м - высокочастотные (14-40 Гц) низкоамплитудные (15 мкВ) колебания, регистри­руемые в отведениях от передних отделов мозга (Рис. 1.5).

**%;                                                  Рис. 1.5. Бета-ритм.

6-ритм - может регистрироваться в виде единичных волн в лобных отведениях. Частота его 4-7 Гц, амплитуда - менее 50 мкВ.

 

 

Некоторые авторы допускают наличие на ЭЭГ в состоянии бодрствования 5-волн частотой 0.5-3 Гц и амплитудой до 50 мкВ.

Регистрация 6-5-волн, по амплитуде превышающих 50 мкВ и занимающих более 15% от общей продолжительности записи, свидетельствует о патологии, если пациент не находится в состоянии сна или наркоза (Рис. 1.6).

Рис. 1.6. Полиморфные медленные колебания тета- и дельта-диапазонов.

В целом, понятие "патологическая активность" определяется регистрацией высокоампли­тудных медленных волн в состоянии бодрствования, необычной локализацией внешне нор­мальных ритмов, наличием вспышек или пароксизмов, в том числе эпилептиформных, извра­щенной реакцией при проведении функциональных проб.

Для удобства оценки функционального состояния мозга пациента выделяются "этажи" или "уровни" стволовых структур, с функциональной активностью которых преимущественно связано формирование тех или иных ритмов ЭЭГ.

Рис. 1.7. Генерализованный альфа-ритм.

Так, в передних отделах гипоталамуса локализуются структуры, "отвечающие" за генера­цию нормального а-ритма. При избыточной их активации (ирритации) регистрируется дистантно синхронизированный или немодулированный ("машинообразный") а-ритм с тенденцией к рас­пространению его в передние отделы полушарий (генерализации) (Рис. 1.7).

 

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) – это                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         .

Вызванные корковые потенциалы – это                                                                                                                                                                                                                        .

Что такое первичный вызванный потенциал:                                                                                                                                                                                                               .

Дайте характеристику диффузному вторичному ответу:                                                                                                                                                                                             .

Заполните таблицу.

Название ритма                        Частота                             Амплитуда

α – ритм

β – ритм

θ – ритм

Δ- ритм

 Какие ритмы преобладают на ЭЭГ бодрствующего человека с закрытыми глазами                ритмы, с открытыми глазами               ритмы.

Десинхронизация ритма – это                                                                                                                                                              , когда десинхронизация обычно происходит                                                                                                                                                                                                                                                        .

 

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)

ГЭБ существует не во всех областях мозговой паренхимы. ГЭБ отсутствует, и это значит, что вещества без ограничений диффундируют в следующие части мозга: область гипоталамуса (циркумвентрикулярные органы: структуры срединного возвышения, сосудистый орган терминальной пластинки, субфорникальный орган, нейрогипофиз, шишковидная железа, область самого заднего поля ромбовидной ямки (area postrema). Легкость диффузии в указанных областях важна, так как здесь расположены сенсорные рецепторы, реагирующие на специфические изменения в жидких средах внутренней среды организма, например, концентрацию глюкозы, осмоляльность. Таким образом, благодаря отсутствию ГЭБ, пептидные гормоны, цитокины и другие химические сигналы беспрепятственно достигают нейронов гипоталамуса.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) разделяет кровь и ликвор (цереброспинальная жидкость) в ЦНС.

Рис. 8. Структура гематоэнцефалического барьера.

 

 Ознакомьтесь с рисунком и ответьте на следующие вопросы:

Низкую проницаемость ГЭБ определяет способ соединения эндотелиальных клеток между собой, он обозначен на рисунке цифрой 1, назовите его                                             .

Перемещение некоторых веществ из капилляров ограничивают и клетки нейроглии.                 

Эти клетки показаны на рисунке под цифрой 2, дайте название им                                  , какие ионы поглощают эти клетки из межклеточной среды мозга                    .

ГЭБ высокопроницаем для воды, кислорода, двуокиси углерода, алкоголя и большинства жирорастворимых веществ, эти вещества показаны на рисунке мелкими черными точками.

Для каких низкомолекулярных веществ ГЭБ слабопроницаем                                                    .

ГЭБ почти полностью непроницаем для                                             и                                                                                                                                                                              .

ГЭБ делает возможным, невозможным (неправильное зачеркните) достижение эффективных концентраций лекарственных веществ, белковых антител и нерастворимых в жирах фармакологических средств в ликворе и паренхиме мозга.