Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα

Το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ) είναι μία μη διεισδυτική μέθοδος για την καταγραφή της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου πάνω από το δέρμα της κεφαλής. Το ΗΕΓ μετράει τις διακυμάνσεις της τάσης οι οποίες οφείλονται στο ιοντικό ρεύμα που βρίσκεται στους νευρώνες του εγκεφάλου. Σε ιατρικά πλαίσια, το ΗΕΓ αναφέρεται στην καταγραφή της πηγαίας ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου σε μία συγκεκριμένη χρονική περίοδο, με τη χρήση ηλεκτροδίων τα οποία τοποθετούνται στο δέρμα της κεφαλής. Οι διαγνωστικές εφαρμογές συνήθως επικεντρώνουν στο φασματικό περιεχόμενο του ΗΕΓ, το οποίο είναι το είδος των εγκεφαλικών κυμάτων που παρατηρείται στα ΗΕΓ σήματα [2].

Το ΗΕΓ χρησιμοποιείται συνήθως για τη διάγνωση της επιληψίας, η οποία δημιουργεί ανωμαλίες στα ΗΕΓ σήματα [3]. Χρησιμοποιείται επίσης για τη διάγνωση υπνικών διαταραχών, κώματος, εγκεφαλοπαθειών και εγκεφαλικού θανάτου.

Τα παράγωγα του ΗΕΓ περιλαμβάνουν τα προκλητά δυναμικά, τα οποία περιλαμβάνουν το μέσο όρο της ΗΕΓ δραστηριότητας στο χρόνο σε συνδυασμό με κάποια διέγερση (οπτική, εφαπτόμενη στο σώμα, ακουστική). Τα δυναμικά που σχετίζονται με συμβάντα (event-related potentials – ERPs) αναφέρονται στο μέσο όρο των ΗΕΓ αποκρίσεων σε συνδυασμό με περισσότερο πολύπλοκη επεξεργασία των ερεθισμάτων. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται στη γνωσιακή επιστήμη, τη γνωσιακή ψυχολογία και την ψυχοφυσιολογική έρευνα.

Η ηλεκτρική φόρτιση του εγκεφάλου διατηρείται από δισεκατομμύρια νευρώνων. Οι νευρώνες είναι ηλεκτρικά φορτισμένοι (ή «πολωμένοι») από ειδικές πρωτεΐνες (μεταφορείς) οι οποίες αντλούν ιόντα μέσω των μεμβρανών τους. Οι νευρώνες ανταλλάσουν σταθερά ιόντα με το εξωκυτταρικό περιβάλλον, για να διατηρήσουν π.χ. το δυναμικό ηρεμίας και να διαδώσουν τα δυναμικά ενέργειας. Ιόντα παρόμοιας φόρτισης απωθούνται μεταξύ τους και όταν πολλά ιόντα ωθούνται ταυτόχρονα έξω από πολλούς νευρώνες, μπορούν να ωθήσουν και τους γείτονες τους, οι οποίοι ωθούν τους δικούς τους γείτονες κ.ο.κ., με τη μορφή ενός κύματος. Αυτή η διεργασία είναι γνωστή ως αγωγιμότητα όγκου (volume conduction). Όταν το κύμα των ιόντων φθάνει στα ηλεκτρόδια που βρίσκονται στο δέρμα της κεφαλής, μπορούν να απωθηθούν ή να ελκυσθούν ηλεκτρόνια στο μέταλλο των ηλεκτροδίων. Εφόσον το μέταλλο άγει εύκολα την ώθηση και την έλξη των ηλεκτρονίων, η διαφορά στις τάσεις ώθησης ή έλξης μεταξύ οποιονδήποτε δύο ηλεκτροδίων μπορεί να μετρηθεί εύκολα από ένα βολτόμετρο. Η καταγραφή αυτών των τάσεων σε σχέση με το χρόνο μας δίδει το ΗΕΓ [5].

Το ηλεκτρικό δυναμικό που δημιουργείται από έναν συγκεκριμένο νευρώνα είναι πολύ μικρό για να εντοπισθεί από το ΗΕΓ [6]. Η δραστηριότητα του ΗΕΓ επομένως πάντα ανακλά το άθροισμα της σύγχρονης δραστηριότητας χιλιάδων ή εκατομμυρίων νευρώνων οι οποίοι έχουν παρόμοιο χωρικό προσανατολισμό. Εάν τα κύτταρα δεν έχουν παρόμοιο χωρικό προσανατολισμό, τα ιόντα τους δεν παρατάσσονται και δεν δημιουργούν κύματα για να εντοπισθούν. Οι πυραμιδικοί νευρώνες του φλοιού θεωρείται ότι παράγουν το μεγαλύτερο μέρος του σήματος ΗΕΓ λόγω του ότι είναι καλά ευθυγραμμισμένοι και ενεργοποιούνται μαζί. Λόγω του ότι τα πεδία της τάσης μειώνονται σε σχέση με το τετράγωνο της απόστασης, η δραστηριότητα πηγών που βρίσκονται σε βάθος είναι δύσκολο να εντοπισθεί σε σχέση με τα ρεύματα δίπλα από το κρανίο [7].

Η ηλεκτρική δραστηριότητα μεταξύ της επιφάνειας του δέρματος (που περιβάλει το κρανίο) και μιας ηλεκτρικά ουδέτερης περιοχής του σώματος, όπως ο λοβός του αυτιού, ανέρχεται σε περίπου 100 μV εξαιτίας της μεγάλης αντίστασης του κρανίου. Μπορεί να μετρηθεί παντού στο δέρμα του κεφαλιού και η μορφή είναι η ίδια σε όλα τα σημεία αν και υπάρχει μία μικρή μετατόπιση από μία περιοχή σε μία άλλη [1].

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

[1] Ρήγας, Α. (2006). Εμβιοηλεκτρομαγνητισμός. Ξάνθη: Εταιρεία Αξιοποίησης και Διαχείρισης Περιουσίας Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης

[2] Niedermeyer, E. and da Silva, F.L. (2005). Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related Fields. 5 th ed. Philadelphia: Lippincot Williams & Wilkins

[3] Abou-Khalil, B. and Musilus, K.E. (2006). Atlas of EEG & Seizure Semiology, Philadelphia: Elsevier

[5] Tatum, W.O., Husain, A.M. and Benbadis, S.R. (2008). Handbook of EEG Interpretation. New York: Demos Medical Publishing

[6] Nunez, P.L. and Srinivasan, R. (1981). Electric Fields of the Brain: The Neurophysics of EEG. New York: Oxford University Press

[7] Klein, S. and Thorne, B.M. (2006). Biological Psychology. New York, N.Y.: Worth

This entry was posted in Βιο-Ιατρική and tagged , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνσή σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *