Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод графической регистрации биопотенциалов головного мозга, позволяет проанализировать его физиологические зрелость и состояние, наличие очаговых поражений, общемозговых расстройств и их характер. Заключается в регистрации и анализе суммарной биоэлектрической активности головного мозга — электроэнцефалограммы (ЭЭГ). ЭЭГ может сниматься со скальпа, с поверхности головного мозга, а также из глубоких структур мозга. По под электроэнцефалограммой понимают поверхностный запись, то есть осуществлен из кожи. Запись, осуществленный с помощью электродов с поверхности головного мозга, называют електрокортикограмою.

История

Генерация в коре головного мозга электрических колебаний была замечена Р. Кенноном (1875) и В. Я. Данилевским (1876).

Способ регистрации колебаний электрических потенциалов с поверхности головы был разработан впервые в 1913 году украинским физиологом Владимиром Правдич-Неминский в опытах на животных и немецким психиатром Гансом Бергером (1929) у людей.

История электроэнцефалографии связана с совершенствованием методов регистрации ЭЭГ и развитием методов ее анализа. Развитие микроэлектронной техники привело к тому, что современные электроэнцефалографы является аппаратно-программными комплексами, которые позволяют качественно зарегистрировать ЭЭГ сигнал и обработать его мощными математическими методами. Математико-статистические методы анализа позволяют дать точную численную оценку параметрам ЭЭГ, установить закономерности согласованности сигнала ЭЭГ в пространстве и времени. Новейшие математические методы позволяют делать выводы о локализации в глубине мозга различных компонентов его активности, имеет большое значение в первую очередь при клинической диагностике очага заболевания.

Регистрация ЭЭГ

Регистрация и анализ ЭЭГ в современной науке и клинике осуществляется с помощью компьютерных электроэнцефалографических комплексов, состоящих из нескольких функциональных блоков:

блок регистрации сигнала,

блок фильтров и усилителей,

аналогово-цифровой преобразователь (АЦП),

компьютерная программа для хранения, визуализации и математического анализа сигнала.

В электроэнцефалографии используют металлические электроды с хлорсеребряный покрытием. Для обеспечения электрического контакта электрода с кожей используют или электропроводящий гель (чашечки), или марлю, пропитанную физиологическим раствором.

Схема расположения электродов на поверхности головы называется монтаж. В клинической и научной электроэнцефалографии стандартом является схема «10-20%», которая была введена в 1950-х годах канадским нейрофизиологом Генри Джаспером. Для определения мест наложения электродов через макушку (Vertex) проводятся два условных меридианы — первый от переносицы (Nasion) до затылочного бугра (Inion), второй между внешними слуховыми проходами. Через эти точки прокладывают условный меридиан, который делятся на отрезки по 10 и 20% общей длины. Поперечные меридианы откладываются по оси, которая проходит между внешними слуховыми проходами через макушку. Электроды размещаются в местах пересечения условных линий. Электроды, которые размещаются на левой стороне головы, имеют нечетные индексы; на правой стороне — парные; электроды, размещенные на вертексные линии, имеют индекс z. Чем меньше индекс электрода, тем ближе он расположен к основных меридианов. Обозначение электродов: F (Frontalis) — лобные; T (Temporalis) — височные; C (Centralis) — центральные; P (Parientalis) — теменные; O (Occipitalis) — затылочные; А (Auricularis) — ушные. Количество наложенных электродов зависит от конкретной цели исследования. В случае необходимости схему 10-20% можно расширить путем проведения дополнительных меридианов между основными. Стандартизация схемы наложения электродов позволяет исследователям и врачам сопоставлять результаты, полученные в разное время в разных лабораториях. Для регистрации ЭЭГ необходимо наличие двух электродов, между которыми и будет измеряться разница электрических процессов. Пара электродов, между которыми регистрируется разность потенциалов, называется отведением.

Существуют две категории отводов: монополярные и биполярные. При монополярном отводе один из каждой пары электродов размещается над определенным участком мозга, а второй — на определенном удалении от мозга. Первый из этих электродов называется активным или рабочим, а второй — пассивным или референтным. Наиболее часто используют объединенный ушной референт. При биполярном отведении оба электрода расположены над мозгом, а потому в таком отводе будет регистрироваться разность потенциалов этих двух областей. В современной электроэнцефалографии более распространенным является монополярный запись ЭЭГ, поскольку он позволяет легко перейти к биполярного записи, математически перечислив регистрируемые сигналы.

Электрический сигнал, который отводится из скальпа обследуемого, имеет достаточно низкую амплитуду (10 -4 — 10 -6 В), а потому для регистрации должен быть усиленным. Для этого используются усилители переменного тока. Современные ЭЭГ-комплексы реализованы на базе персональных компьютеров и позволяют одновременно осуществлять запись сигнала и отображать его на мониторе в режиме on-line. Для того, чтобы электроэнцефалографический сигнал мог обрабатываться компьютером, его необходимо перевести из аналоговой формы к цифровой. Для этого проводится периодическое измерение его амплитуды и передача результата к компьютеру («оцифровки» сигнала). Зарегистрированный ЭЭГ сигнал может храниться в компьютере и подлежать обработке с помощью многочисленных математических методов.

Структура ЭЭГ человека

ЭЭГ состоит из колебаний различной частоты и амплитуды. По выразительности колебаний той или иной частоты в различных физиологических состояниях в начале истории метода ЭЭГ было выделено несколько основных физиологических частотных диапазонов:

диапазон частота физиологические свойства
дельта к 4Гц колебания амплитудой 20-30 мкВ могут встречаться в ЭЭГ здорового вменяемой человека; наличие колебаний более высокой амплитуды (40-300мкВ) в ЭЭГ вменяемой человека является патологической признаку (мозговые опухоли) дельта-колебания становятся выраженными при определенных фаз естественного сна, наркотического сна или в состоянии комы
тета 4-7Гц колебания амплитудой до 40 мкВ могут встречаться в ЭЭГ здорового вменяемой человека, рост их доли является признаком эмоциональной активации и других типов мозговой активности; наличие тета-колебаний в больших количествах связана с патологическими состояниями или измененными состояниями сознания (сон, медитация и др.)
альфа 8-13Гц синусоидальные колебания амплитудой до 100 мкВ, амплитуда которых растет в лобно-затылочном направлении, является наиболее выраженным в ЭЭГ здорового вменяемой человека с закрытыми глазами, в форме выраженного ритма регистрируется у 80-90% людей, подавляется при открывании глаз, переходе к активной деятельности, анализа информации
бета 13-40Гц колебания амплитудой 5-30 мкВ, наличие которых в ЭЭГ связана с активным функциональным состоянием мозга, рост уровня активации мозга в основном сопровождается уменьшением доли альфа-колебаний и ростом доли бета-колебаний; наличие выраженного бета-ритма с амплитудой выше 40 мкВ является патологической признаком
гамма выше 30-40Гц колебания амплитудой до 10 мкВ, считается признаком когнитивных процессов и сознания; наличие колебаний этого диапазона амплитудой выше 15 мкВ является патологической признаком
  • Пример ЭЭГ здорового человека с выраженным ритмом покоя — альфа-ритмом.

  • Пример ЭЭГ здорового человека в состоянии покоя. Без альфа-ритма.

  • Примеры основных типов электроэнцефалографических артефактов. 1- Електроокулографичний артефакт. 2 — Электродный артефакт. 3 Глотательный артефакт. 4 Артефакт, связанный с референтным электродом.

Для здоровой вменяемой человека нормальной является наличие альфа-ритма, присутствие в ЭЭГ колебаний в форме ритма других диапазонов является признаком патологических состояний или измененных состояний сознания. Для оценки «количества» колебаний того или иного ритма используют спектральный анализ.

Изображения по теме

  • Электроэнцефалография