Rejestracja wzrokowych potencjałów wywołanych kory mózgowej. Diagnostyka wzrokowych potencjałów wywołanych

Praca na kursie

na temat „Potencjały wywołane mózgu”

1. WSTĘP

W ciągu ostatnich 20 lat zastosowanie komputerów w medycynie ogromnie wzrosło. Medycyna praktyczna staje się coraz bardziej zautomatyzowana.

Kompleksowe współczesne badania w medycynie są nie do pomyślenia bez wykorzystania technologii komputerowej. Do badań takich zalicza się tomografię komputerową, tomografię z wykorzystaniem zjawiska jądrowego rezonansu magnetycznego, ultrasonografię oraz badania z wykorzystaniem izotopów. Ilość informacji uzyskiwanych w wyniku takich badań jest tak ogromna, że ​​bez komputera człowiek nie byłby w stanie ich dostrzec i przetworzyć.

Komputery znalazły szerokie zastosowanie w elektroencefalografii. Nie ma wątpliwości, że przy pomocy technologii komputerowej możliwe jest już znaczne udoskonalenie sposobu rejestracji, przechowywania i wyszukiwania informacji EEG, uzyskanie szeregu nowych danych niedostępnych ręcznymi metodami analizy oraz konwersja danych EEG na wizualno-przestrzenną topografię obrazy, które otwierają dodatkowe możliwości lokalnej diagnostyki uszkodzeń mózgu.

W artykule opisano narzędzie programowe do analizy potencjałów wywołanych mózgu. Program przedstawiony w pracy pozwala na analizę składową VP: poszukiwanie pików i opóźnień międzyszczytowych. Analiza ta może pomóc w diagnostyce chorób takich jak padaczka, stwardnienie rozsiane, a także w identyfikacji zaburzeń funkcji sensorycznych, wzrokowych i słuchowych.

Rejestracja potencjałów wywołanych (EP) mózgu jest obiektywną i nieinwazyjną metodą badania funkcji centralnego układu nerwowego człowieka. Zastosowanie EP jest nieocenionym narzędziem do wczesnego wykrywania i prognozowania zaburzeń neurologicznych w różnych chorobach, takich jak udar, guzy mózgu i następstwach urazowego uszkodzenia mózgu.

2. INFORMACJE OGÓLNE

Jedną z głównych metod analizy aktywności mózgu jest badanie aktywności bioelektrycznej różnych struktur, porównanie nagrań jednocześnie pobranych z różnych części mózgu, zarówno w przypadku spontanicznej aktywności tych struktur, jak i w przypadku reakcji elektrycznych na krótkotrwałe, pojedyncze i rytmiczne bodźce doprowadzające. Często stosuje się także pojedynczą lub rytmiczną stymulację elektryczną określonych struktur mózgu, z rejestracją reakcji w innych strukturach.

Metoda potencjałów wywołanych (EP) od dawna jest jedną z wiodących metod w neurofizjologii eksperymentalnej; Dzięki tej metodzie uzyskano przekonujące dane, które odkrywają istotę szeregu najważniejszych mechanizmów mózgu. Można śmiało założyć, że tą metodą uzyskano większość informacji na temat organizacji funkcjonalnej układu nerwowego. Rozwój metod umożliwiających rejestrację EP u ludzi otwiera wspaniałe perspektywy w badaniu chorób psychicznych.

Rejestracja reakcji nerwów i poszczególnych włókien nerwowych na bodźce elektryczne umożliwiła zbadanie podstawowych wzorców powstawania i przewodzenia impulsów nerwowych w przewodnikach nerwowych. Analiza odpowiedzi poszczególnych neuronów i ich skupisk na stymulację ujawniła podstawowe prawa zachodzących hamowań i pobudzeń w układzie nerwowym. Metoda EP jest głównym sposobem ustalenia obecności powiązań funkcjonalnych pomiędzy mechanizmami obwodowymi i ośrodkowym układem nerwowym oraz badania powiązań międzyośrodkowych w układzie nerwowym. Rejestracja EP umożliwiła ustalenie podstawowych wzorców funkcjonowania specyficznych i niespecyficznych systemów aferentacji oraz ich wzajemnego oddziaływania.

Do badania charakterystyki zmian reaktywności ośrodkowego układu nerwowego na bodźce doprowadzające w zależności od poziomu aktywności funkcjonalnej mózgu wykorzystano metodę EP; Badano wzorce interakcji pomiędzy układami synchronizującymi i desynchronizującymi pnia mózgu, wzgórza i przodomózgowia.

Główną metodą badania działania farmakologicznych leków neurotropowych są badania EP na różnych poziomach układu nerwowego. Metodą VP z powodzeniem bada się w eksperymentach procesy wyższej aktywności nerwowej: rozwój odruchów warunkowych, złożone formy uczenia się, reakcje emocjonalne, procesy decyzyjne.

Technika EP ma przede wszystkim zastosowanie do obiektywnego badania funkcji sensorycznych (wzrok, słuch, wrażliwość somatyczna), do uzyskania dokładniejszych informacji o lokalizacji organicznych uszkodzeń mózgu, do badania stanu ścieżek mózgowych i reaktywności różnych układów mózgowych podczas procesy patologiczne.

Badanie EP znalazło najszersze zastosowanie jako metoda oceny stanu układu sensorycznego w badaniu zaburzeń funkcji słuchowej; Technika ta nazywa się audiometrią obiektywną. Jego zalety są oczywiste: możliwe staje się badanie słuchu u niemowląt, u osób z zaburzeniami świadomości i kontaktu z innymi, w przypadkach histerycznej i pozornej głuchoty. Ponadto rejestrując EP ze ściany brzucha matki w okolicy odpowiadającej głowie płodu, można określić stopień rozwoju funkcji słuchu u płodów ludzkich.

Badanie wizualnej EP (VEP) wydaje się dość obiecujące, biorąc pod uwagę duże znaczenie oceny stanu układów wzrokowych w miejscowej diagnostyce uszkodzeń mózgu.

Badanie somatosensorycznych EP (SSEP) pozwala określić stan przewodników czuciowych na całej długości od obwodu do kory. Ponieważ SSEP mają somatotopię odpowiadającą projekcjom korowym ciała, ich badanie jest szczególnie interesujące, gdy systemy sensoryczne ulegają uszkodzeniu na poziomie mózgu. Badanie EP w celu różnicowania organicznych i funkcjonalnych (neurotycznych) zaburzeń czucia może mieć ogromne znaczenie praktyczne. Daje to podstawy do stosowania techniki SSEP w medycynie sądowej.

Badanie EP w padaczce jest bardzo interesujące, biorąc pod uwagę dużą rolę, jaką odgrywają impulsy doprowadzające w patogenezie rozwoju napadów padaczkowych. Wysoka wrażliwość EP na zmiany stanu funkcjonalnego mózgu pod wpływem leków farmakologicznych pozwala na wykorzystanie ich do badania efektów leczenia padaczki.

Oprócz badań EP na stosunkowo proste bodźce (krótki błysk światła, słyszalne kliknięcie, krótki impuls prądu elektrycznego), w ostatnim czasie pojawiło się szereg badań EP na bardziej złożone rodzaje stymulacji, wykorzystujących także bardziej złożone metody izolowania i analizując EP. W szczególności dość szeroko badano EP służące do prezentacji bodźców wzrokowych reprezentujących obraz. Najczęściej stosuje się sinusoidalny obraz siatki o modulowanej jasności lub kontraście lub wzór szachownicy o różnych częstotliwościach przestrzennych i miarę kontrastu. Obraz jest prezentowany jako stosunkowo długi czas naświetlania. Dodatkowo do prezentacji wykorzystano strumień świetlny sinusoidalnie modulowany w czasie pod względem jasności. Za pomocą tej metody uzyskuje się tzw. VP stanu stałego. Ten EP jest oscylacyjnym procesem sinusoidalnym o stałej charakterystyce częstotliwościowo-amplitudowej, który pozostaje w pewnym związku częstotliwościowo-amplitudowym z częstotliwością i intensywnością strumienia świetlnego wywołującego stymulację wizualną. Potencjały takie najczęściej wykorzystywane są w badaniu funkcji wzroku, a obecnie badania nie wychodzą głównie poza eksperymenty laboratoryjne.

EP dla zniekształceń wzorca wizualnego (gdy czarne elementy na ekranie zamieniają się miejscami z białymi) nabierają istotnego znaczenia praktycznego w badaniach klinicznych. Uzyskano dane wykazujące naturalną zależność amplitudy i okresów utajonych niektórych składników tych EP od wielkości szachownicy oraz korelację z ostrością wzroku. Z punktu widzenia neurologii klinicznej największe zainteresowanie w badaniach nad chorobami demielinizacyjnymi budzą EP służące do zniekształcania wzorców widzenia.

W ostatnich latach prowadzono analizę zarówno normalnych EP pod kątem ich połączenia z różnymi częściami układów doprowadzających, jak i badanie zmian EP w patologii pod kątem połączenia tych zmian z ogólnymi i szczególnymi rearanżacjami zachodzącymi w ośrodkowym układzie nerwowym pod wpływem procesu patologicznego.

Badania EP znajdują zastosowanie w wielu obszarach praktyki klinicznej:

Miejscowe niszczące zmiany w układzie nerwowym:

Uszkodzenia obwodowego układu nerwowego;

Uszkodzenie rdzenia kręgowego;

Uszkodzenie pnia mózgu;

Uszkodzenie półkul mózgowych;

Uszkodzenie wzgórza;

Zmiany nadwzgórzowe;

Choroby nerwowe:

Padaczka;

Obrzęk ośrodkowego układu nerwowego;

Zaburzenia naczyniowo-mózgowe;

Poważny uraz mózgu;

Rozbiórki;

Zaburzenia metaboliczne;

Śpiączka i stan wegetatywny;

Monitorowanie resuscytacji.

Możliwości metody IP pozwalają nie tylko wykryć poziom strukturalnego uszkodzenia analizatora, ale także ilościowo ocenić charakter uszkodzenia funkcji sensorycznych człowieka w różnych częściach analizatora. Metoda rejestracji EP ma szczególną wartość i unikalność w wykrywaniu zaburzeń sensorycznych u bardzo małych dzieci. Systemy wykorzystujące metodę EP znajdują zastosowanie w neurologii, neurochirurgii, defektologii, audiometrii klinicznej, psychiatrii, psychiatrii sądowej, badaniach wojskowych i pracy.

3. CHARAKTERYSTYKA VP

Potencjały wywołane kory lub reakcje wywołane nazywane są stopniowymi reakcjami elektrycznymi kory na pojedynczą aferentną stymulację dowolnej części układu nerwowego. Amplituda, która zwykle sięga 15 µV – długie opóźnienie (do 400 ms) i 1 µV – krótkie opóźnienie (do 15 ms).

Potencjały somatosensoryczne to reakcje doprowadzające z różnych struktur układu czuciowo-ruchowego w odpowiedzi na elektryczną stymulację nerwów obwodowych. Dawson wniósł znaczący wkład we wprowadzenie potencjałów wywołanych, badając SSEP podczas stymulacji nerwu łokciowego. SSEP dzielą się na o długim opóźnieniu i o krótkim opóźnieniu w odpowiedzi na stymulację nerwów kończyn górnych lub dolnych. W praktyce klinicznej coraz częściej stosuje się SSEP o krótkim opóźnieniu (SSEP). Przy spełnieniu niezbędnych warunków technicznych i metodologicznych przy rejestracji SSEP możliwe jest uzyskanie jednoznacznych odpowiedzi ze wszystkich poziomów ścieżki somatosensorycznej i kory mózgowej, co stanowi w miarę adekwatną informację o uszkodzeniach zarówno dróg mózgowych, jak i rdzenia kręgowego oraz kora sensomotoryczna. Elektrodę stymulującą instaluje się najczęściej na projekcji n.medianus, n.ulnaris, n.tibialis, n.perineus.

SEPEP podczas stymulacji kończyn górnych. Po pobudzeniu n.medianus sygnał przechodzi drogami doprowadzającymi przez splot ramienny (najpierw przełączając się w zwojach), następnie do rogów grzbietowych rdzenia kręgowego na poziomie C5-C7, przez rdzeń przedłużony do gol- Jądra Burdacha (drugie przełączenie), a poprzez spinwzgórze drogę do wzgórza, gdzie po przełączeniu sygnał przechodzi do pierwotnej kory czuciowo-ruchowej (pole Brodmanna 1-2). SSEP podczas stymulacji kończyn górnych ma zastosowanie kliniczne w diagnostyce i prognozowaniu chorób takich jak stwardnienie rozsiane, różnego rodzaju uszkodzenia pourazowe splotu ramiennego, zwoju nerwu ramiennego, urazy odcinka szyjnego rdzenia kręgowego na skutek urazów kręgosłupa, nowotwory mózgu, choroby naczyniowe , ocena zaburzeń czucia sensorycznego u pacjentów z histerią, ocena i prognozowanie stanów śpiączki w celu określenia stopnia uszkodzenia mózgu i śmierci mózgu.

Warunki rejestracji. Aktywne elektrody rejestrujące instaluje się na C3-C4 według międzynarodowego systemu „10-20%”, na wysokości szyi w projekcji pomiędzy kręgami C6-C7, w okolicy środkowej części obojczyka na wysokości Punkt Erba. Elektrodę odniesienia umieszcza się na czole w punkcie Fz. Zwykle stosuje się elektrody kubkowe, a na sali operacyjnej lub oddziale intensywnej terapii stosuje się elektrody igłowe. Przed nałożeniem elektrod kubkowych na skórę nakłada się pastę ścierną, a następnie pomiędzy skórę a elektrodę nakłada się pastę przewodzącą.

Elektrodę stymulującą umieszcza się w okolicy stawu nadgarstkowego, w projekcji n.medianus, elektroda uziemiająca znajduje się nieco wyżej od elektrody stymulującej. Stosowany jest prąd o natężeniu 4–20 mA i czasie trwania impulsu 0,1–0,2 ms. Stopniowo zwiększając natężenie prądu, próg stymulacji dopasowuje się do reakcji motorycznej kciuka. Częstotliwość stymulacji 4-7 na sekundę. Filtry przepustowe częstotliwości od 10-30 Hz do 2-3 kHz. Epoka analizy 50 ms. Liczba uśrednień wynosi 200-1000. Współczynnik odrzucenia sygnału pozwala uzyskać najczystsze odpowiedzi w krótkim czasie i poprawić stosunek sygnału do szumu. Należy zapisać dwie serie odpowiedzi.

Opcje odpowiedzi. Po weryfikacji do CSSEP analizowane są następujące składowe: N10 – poziom przekazywania impulsów we włóknach splotu ramiennego; N11 – odzwierciedla przejście sygnału doprowadzającego na poziomie kręgów C6-C7 wzdłuż rogów tylnych rdzenia kręgowego; N13 jest związany z przejściem impulsu przez jądra Gala-Burdacha w rdzeniu przedłużonym. N19 – potencjał pola odległego, odzwierciedla aktywność neurogeneratorów wzgórza; N19-P23 – szlaki wzgórzowo-korowe (rejestrowane od strony przeciwnej), odpowiedzi P23 generowane w zakręcie postcentralnym półkuli przeciwnej (ryc. 1).

Składowa ujemna N30 jest generowana w przedśrodkowo-czołowym obszarze i rejestrowana w czołowo-centralnym obszarze przeciwnej półkuli. Dodatnia składowa P45 jest rejestrowana w półkuli ipsilateralnej jej obszaru centralnego i jest generowana w obszarze bruzdy środkowej. Składowa ujemna N60 jest rejestrowana po stronie przeciwnej i ma te same źródła generacji co P45.

Na parametry SSEP wpływają takie czynniki jak wzrost i wiek, a także płeć badanej osoby.

Mierzone i oceniane są następujące wskaźniki reakcji:

1. Charakterystyka czasowa odpowiedzi w punkcie Erba (N10), składowych N11 i N13 w odwiedzeniu ipsi i kontralateralnym.

2. Czas utajenia składników N19 i P23.

3. Amplituda P23 (między pikami N19-P23).

4. Szybkość przekazywania impulsów wzdłuż doprowadzających czuciowo obwodowych dróg obwodowych, obliczona poprzez podzielenie odległości od punktu stymulacji do punktu Erba przez czas potrzebny impulsowi na dotarcie do punktu Erba.

5. Różnica pomiędzy opóźnieniem N13 i opóźnieniem N10.

6. Czas przewodzenia centralnego – czas przewodzenia z jąder Gol-Burdacha N13 do wzgórza N19-N20 (droga lemniskalna do kory).

7. Czas przewodzenia impulsów nerwowych doprowadzających ze splotu ramiennego do pierwotnej kory czuciowej jest różnicą pomiędzy składnikami N19-N10.

W tabelach 1 i 2 przedstawiono charakterystykę amplitudy i czasu głównych składników SSEP u osób zdrowych.

Tabela 1.

Przejściowe wartości SSEP podczas stymulacji nerwu pośrodkowego są w normie (ms).

	Mężczyźni		Kobiety
	Średnia wartość	Górna granica normy	Średnia wartość	Górna granica normy
N10	9,8	11,0	9,5	10,5
N10-N13	3,5	4,4	3,2	4,0
N10-N19	9,3	10,5	9,0	10,1
N13-N19	5,7	7,2	5,6	7,0

Tabela 2

Wartości amplitudy SSEP podczas stymulacji nerwu pośrodkowego są prawidłowe (µV).

	Mężczyźni i kobiety
	Średnia wartość	Dolna granica normy
N10	4,8	1,0
N13	2,9	0,8
N19-P23	3,2	0,8

Głównymi kryteriami odchylenia od normy SSEP podczas stymulacji kończyn górnych są następujące zmiany:

1. Występowanie asymetrii amplitudowo-czasowej odpowiedzi podczas stymulacji prawej i lewej ręki.

2. Brak składników N10, N13, N19, P23, co może świadczyć o uszkodzeniu procesów generowania odpowiedzi lub zakłóceniu impulsu czuciowo-ruchowego na określonym odcinku szlaku somatosensorycznego. Na przykład brak składnika N19-P23 może wskazywać na uszkodzenie kory lub struktur podkorowych. Należy odróżnić rzeczywiste zaburzenia przewodzenia sygnału somatosensorycznego od błędów technicznych w rejestracji SSEP.

3. Bezwzględne wartości opóźnień zależą od indywidualnych cech podmiotu, na przykład od wzrostu i temperatury, i dlatego należy to wziąć pod uwagę przy analizie uzyskanych wyników.

4. Obecność wzrostu opóźnień międzyszczytowych w porównaniu ze wskaźnikami normatywnymi można ocenić jako patologiczną i wskazywać na opóźnienie w przewodzeniu impulsu sensomotorycznego na pewnym poziomie. Na ryc. 2. u pacjenta ze zmianą urazową w obszarze śródmózgowia zwiększa się latencja składowych N19, P23 oraz czas przewodzenia centralnego.

SEPEP podczas stymulacji kończyn dolnych. Najczęściej w praktyce klinicznej stosuje się stymulację n.tibialis w celu uzyskania jak najbardziej stabilnych i wyraźnych odpowiedzi.

Warunki rejestracji. Elektrodę stymulującą z pastą przewodzącą prąd elektryczny mocuje się na wewnętrznej powierzchni kostki. Elektrodę uziemiającą umieszcza się w pobliżu elektrody stymulującej. Podczas dwukanałowej rejestracji odpowiedzi instalowane są elektrody rejestrujące: aktywna w projekcji L3 i referencyjna L1, aktywna elektroda skalpowa Cz i referencyjna Fz. Próg stymulacji dobiera się tak długo, aż reakcją mięśni będzie zgięcie stopy. Częstotliwość stymulacji 2-4 na sekundę. przy prądzie 5-30 mA i czasie trwania impulsu 0,2-0,5 ms liczba uśrednień dochodzi do 700-1500, w zależności od czystości otrzymanych odpowiedzi. Analizie poddawana jest epoka 70-100 ms

Weryfikacji i analizie podlegają następujące składowe SSEP: N18, N22 – piki odzwierciedlające przejście sygnału na poziomie rdzenia kręgowego w odpowiedzi na stymulację obwodową, P31 i P34 – składowe pochodzenia podkorowego, P37 i N45 – składowe pochodzenia korowego , które odzwierciedlają aktywację pierwotnej kory somatosensorycznej projekcji nogi (ryc. 3).

Na parametry odpowiedzi CVEP podczas stymulacji kończyn dolnych wpływa wzrost, wiek pacjenta, temperatura ciała i szereg innych czynników. Sen, znieczulenie i zaburzenia świadomości wpływają głównie na późne składniki SSEP. Oprócz głównych latencji szczytowych oceniane są opóźnienia międzyszczytowe N22-P37 – czas przewodzenia z LIII do pierwotnej kory somatosensorycznej. Ocenia się także czas przewodzenia z LIII do pnia mózgu oraz pomiędzy pniem mózgu a korą (odpowiednio N22-P31 i P31-P37).

Mierzone i oceniane są następujące parametry odpowiedzi SSEP:

1. Charakterystyka czasowa składników N18-N22 odzwierciedlająca potencjał czynnościowy w projekcji LIII.

2. Charakterystyki czasowe elementów P37-N45.

3. Latencje międzyszczytowe N22-P37, czas przewodzenia od odcinka lędźwiowego kręgosłupa (miejsca wyłaniania się korzeni) do pierwotnej kory sensomotorycznej.

4. Ocena przewodzenia impulsów nerwowych oddzielnie pomiędzy obszarem lędźwiowym a pniem mózgu oraz pniem mózgu i korą, odpowiednio N22-P31, P31-P37.

Najbardziej znaczącymi odchyleniami od normy są następujące zmiany w SSEP:

1. Brak głównych składników, które są konsekwentnie rejestrowane u zdrowych osób N18, P31, P37. Brak składnika P37 może wskazywać na uszkodzenie struktur korowych lub podkorowych szlaku somatosensorycznego. Brak innych elementów może wskazywać na dysfunkcję zarówno samego generatora, jak i dróg wstępujących.

2. Zwiększenie opóźnienia międzyszczytowego N22-P37. Wzrost o więcej niż 2-3 ms w porównaniu do wartości prawidłowych wskazuje na opóźnienie przewodzenia pomiędzy odpowiednimi strukturami i ocenia się go jako patologiczny. Na ryc. 4. pokazuje wzrost opóźnienia międzyszczytowego w stwardnieniu rozsianym.

3. Wartości opóźnień i amplitud, a także konfiguracja głównych komponentów nie mogą służyć jako wiarygodne kryterium odchylenia od normy, ponieważ wpływają na nie takie czynniki jak wzrost. Bardziej niezawodnym wskaźnikiem są opóźnienia międzyszczytowe.

4. Asymetria podczas stymulacji prawej i lewej strony jest ważnym wskaźnikiem diagnostycznym.

W klinice KSSEP wykorzystuje się do stymulacji kończyn dolnych: przy stwardnieniu rozsianym, urazach rdzenia kręgowego (technika pozwala na ocenę poziomu i rozległości uszkodzeń), ocenie stanu kory czuciowej, ocenie upośledzenia funkcji funkcje sensoryczne u pacjentów z histerią, w neuropatiach, w rokowaniu i ocenie śpiączki oraz śmierci mózgu. W stwardnieniu rozsianym można zaobserwować wzrost opóźnień głównych składników SSEP, opóźnień międzyszczytowych oraz spadek charakterystyki amplitudowej o 60% lub więcej. Podczas stymulacji kończyn dolnych zmiany SSEP są bardziej wyraźne, co można wytłumaczyć przejściem impulsu nerwowego na większą odległość niż przy stymulacji kończyn górnych i większym prawdopodobieństwem wykrycia zmian patologicznych.

W urazowym uszkodzeniu rdzenia kręgowego nasilenie zmian SSEP zależy od ciężkości urazu. Przy częściowym zakłóceniu zmiany w SSEP mają charakter łagodnych zaburzeń w postaci zmian w konfiguracji odpowiedzi, zmian wczesnych składowych. W przypadku całkowitego przerwania szlaków składniki SSEP z wyżej położonych odcinków zanikają.

W przypadku neuropatii, stosując SSEP podczas stymulacji kończyn dolnych, można ustalić przyczynę choroby, np. zespół ogona końskiego, klonus kręgosłupa, zespół uciskowy itp. Technika SSEP w przypadku uszkodzeń mózgu ma istotne znaczenie kliniczne. Wielu autorów, opierając się na wynikach licznych badań, uważa za wskazane przeprowadzenie badań w 2-3 tygodniu lub 8-12 tygodniu udaru niedokrwiennego mózgu. U pacjentów z odwracalnymi objawami neurologicznymi wynikającymi z zaburzeń krążenia mózgowego w obszarze szyjnym i kręgowo-podstawnym wykrywane są jedynie niewielkie odchylenia od prawidłowych wartości SSEP, a u pacjentów, u których po dalszej obserwacji mają wyraźniejsze konsekwencje choroby, kolejne badania wykazały bardziej znaczące zmiany w SSEP.

Somatosensoryczne potencjały wywołane o długim okresie utajenia. DSSEP umożliwiają ocenę procesów przetwarzania informacji sensomotorycznej nie tylko w korze pierwotnej, ale także w korze wtórnej. Technika ta jest szczególnie pouczająca przy ocenie procesów związanych z poziomem świadomości, obecnością bólu pochodzenia centralnego itp.

Warunki rejestracji. Aktywne elektrody rejestrujące instaluje się w Cz, elektrodę odniesienia umieszcza się na czole w punkcie Fz. Elektrodę stymulującą umieszcza się w okolicy stawu nadgarstkowego, w projekcji n.medianus, elektroda uziemiająca znajduje się nieco wyżej od elektrody stymulującej. Stosowany jest prąd o natężeniu 4–20 mA i czasie trwania impulsu 0,1–0,2 ms. Częstotliwość przy stymulacji pojedynczymi impulsami wynosi 1-2 na sekundę, przy stymulacji szeregowej - 1 seria na sekundę. 5–10 impulsów z przerwą między bodźcami 1–5 ms. Filtry przepustowe częstotliwości od 0,3-0,5 do 100-200 Hz. Okres analizy wynosi co najmniej 500 ms. Liczba uśrednionych pojedynczych odpowiedzi wynosi 100-200. Aby poprawnie zinterpretować i przeanalizować uzyskane dane, należy zapisać dwie serie odpowiedzi.

Opcje odpowiedzi. W DSSEP najbardziej stabilnym komponentem jest P250 z opóźnieniem 230-280 ms (rys. 5), po weryfikacji którego wyznaczana jest amplituda i latencja.

Wykazano zmianę charakterystyki amplitudowo-czasowej DSSEP u pacjentów z przewlekłymi zespołami bólowymi różnego pochodzenia w postaci wzrostu amplitudy i zmniejszenia czasu utajonego. W przypadku zaburzeń świadomości składnik P250 może nie zostać zarejestrowany lub może zostać zarejestrowany ze znacznym wydłużeniem czasu utajonego.

Elektroencefalografia - metoda rejestracji i analizy elektroencefalogramu (EEG), tj. całkowita aktywność bioelektryczna usunięta zarówno ze skóry głowy, jak i głębokich struktur mózgu. To ostatnie u ludzi jest możliwe jedynie w warunkach klinicznych. W 1929 roku austriacki psychiatra H. Berger odkrył, że z powierzchni czaszki można zarejestrować „fale mózgowe”. Odkrył, że charakterystyka elektryczna tych sygnałów zależała od stanu pacjenta. Najbardziej zauważalne były fale synchroniczne o stosunkowo dużej amplitudzie i charakterystycznej częstotliwości około 10 cykli na sekundę. Berger nazwał je falami alfa i porównał je z „falami beta” o wysokiej częstotliwości, które pojawiają się, gdy dana osoba wchodzi w bardziej aktywny stan. Odkrycie Bergera doprowadziło do stworzenia elektroencefalograficznej metody badania mózgu, która polega na rejestrowaniu, analizowaniu i interpretacji bioprądów mózgu zwierząt i ludzi. Jedną z najbardziej uderzających cech EEG jest jego spontaniczny, autonomiczny charakter. Regularną aktywność elektryczną mózgu można zarejestrować już u płodu (tj. przed narodzinami organizmu) i ustaje ona dopiero z nadejściem śmierci. Nawet w głębokiej śpiączce i znieczuleniu obserwuje się szczególny charakterystyczny wzór fal mózgowych. Dziś EEG jest najbardziej obiecującym, ale wciąż najmniej rozszyfrowanym źródłem danych dla psychofizjologa.

Warunki rejestracji i metody analizy EEG. Stacjonarny kompleks do rejestracji EEG i szeregu innych wskaźników fizjologicznych obejmuje dźwiękoszczelną komorę ekranowaną, wyposażone miejsce dla pacjenta, wzmacniacze jednokanałowe i sprzęt rejestrujący (encefalograf atramentowy, magnetofon wielokanałowy). Zwykle jednocześnie wykorzystuje się od 8 do 16 kanałów zapisu EEG z różnych obszarów powierzchni czaszki. Analizę EEG przeprowadza się zarówno wizualnie, jak i za pomocą komputera. W tym drugim przypadku wymagane jest specjalne oprogramowanie.

Na podstawie częstotliwości w EEG wyróżnia się następujące typy składowych rytmicznych:

• rytm delta (0,5-4 Hz);

  rytm theta (5-7 Hz);

  rytm alfa(8-13 Hz) - główny rytm EEG, dominujący w spoczynku;

  rytm mu - podobny pod względem częstotliwości i amplitudy do rytmu alfa, ale dominuje w przednich częściach kory mózgowej;

  rytm beta (15-35 Hz);

  rytm gamma (powyżej 35 Hz).

Należy podkreślić, że taki podział na grupy ma charakter mniej lub bardziej arbitralny, nie odpowiada żadnym kategoriom fizjologicznym. Zarejestrowano również wolniejsze częstotliwości potencjałów elektrycznych mózgu, aż do okresów rzędu kilku godzin i dni. Nagrywanie na tych częstotliwościach odbywa się za pomocą komputera.

Podstawowe rytmy i parametry encefalogramu. 1. Fala alfa - pojedyncza dwufazowa oscylacja różnicy potencjałów o czasie trwania 75-125 ms., kształt zbliżony do sinusoidalnego. 2. Rytm alfa – rytmiczne oscylacje potencjałów o częstotliwości 8-13 Hz, wyrażające się częściej w tylnych częściach mózgu przy oczach zamkniętych w stanie względnego spoczynku, średnia amplituda 30-40 μV, zwykle modulowana we wrzecionach . 3. Fala beta - pojedyncza dwufazowa oscylacja potencjałów o czasie trwania krótszym niż 75 ms i amplitudzie 10-15 μV (nie więcej niż 30). 4. Rytm beta – rytmiczne oscylacje potencjałów z częstotliwością 14-35 Hz. Jest lepiej wyrażany w czołowo-centralnych obszarach mózgu. 5. Fala delta – pojedyncze dwufazowe oscylacje różnicy potencjałów trwające dłużej niż 250 ms. 6. Rytm delty - rytmiczne oscylacje potencjałów o częstotliwości 1-3 Hz i amplitudzie od 10 do 250 μV lub większej. 7. Fala Theta - pojedyncze, często dwufazowe oscylacje różnicy potencjałów trwające 130-250 ms. 8. Rytm theta - rytmiczne oscylacje potencjałów o częstotliwości 4-7 Hz, często obustronnie synchroniczne, o amplitudzie 100-200 μV, czasami z modulacją wrzecionowatą, szczególnie w obszarze czołowym mózgu.

Inną ważną cechą potencjałów elektrycznych mózgu jest amplituda, tj. wielkość wahań. Amplituda i częstotliwość oscylacji są ze sobą powiązane. Amplituda fal beta o wysokiej częstotliwości u tej samej osoby może być prawie 10 razy mniejsza niż amplituda wolniejszych fal alfa. Lokalizacja elektrod jest ważna podczas rejestracji EEG, a aktywność elektryczna rejestrowana jednocześnie w różnych punktach głowy może się znacznie różnić. Podczas rejestracji EEG stosuje się dwie główne metody: bipolarną i monopolarną. W pierwszym przypadku obie elektrody umieszcza się w elektrycznie aktywnych punktach skóry głowy, w drugim jedna z elektrod znajduje się w punkcie, który umownie uważa się za elektrycznie obojętny (płatek ucha, grzbiet nosa). W przypadku zapisu dwubiegunowego rejestruje się EEG, które reprezentuje wynik interakcji dwóch elektrycznie aktywnych punktów (na przykład odprowadzeń czołowych i potylicznych); przy zapisie monopolarnym rejestruje się aktywność jednego odprowadzenia w stosunku do punktu elektrycznie neutralnego (na przykład odprowadzenie czołowe lub potyliczne względem płatka ucha). Wybór jednej lub drugiej opcji nagrywania zależy od celów badania. W praktyce badawczej szerzej stosowana jest opcja rejestracji monopolarnej, ponieważ pozwala ona badać izolowany udział tego lub innego obszaru mózgu w badanym procesie. Międzynarodowa Federacja Towarzystw Elektroencefalograficznych przyjęła tak zwany system „10-20” w celu dokładnego wskazania lokalizacji elektrod. Zgodnie z tym systemem, dokładnie mierzy się odległość pomiędzy środkiem nasady nosa (nasionem) a twardym guzkiem kostnym z tyłu głowy (inion) oraz pomiędzy lewym i prawym dołem ucha. każdy przedmiot. Możliwe lokalizacje elektrod są oddzielone od siebie odstępami wynoszącymi 10% lub 20% tych odległości na czaszce. Ponadto dla ułatwienia rejestracji całą czaszkę podzielono na obszary oznaczone literami: F – czołowy, O – rejon potyliczny, P – ciemieniowy, T – skroniowy, C – rejon bruzdy środkowej. Nieparzyste liczby miejsc prowadzących odnoszą się do lewej półkuli, a liczby parzyste odnoszą się do prawej półkuli. Litera Z oznacza porwanie ze szczytu czaszki. Miejsce to nazywa się wierzchołkiem i jest używane szczególnie często (patrz Czytnik 2.2).

Kliniczne i statyczne metody badania EEG. Od samego początku wyłoniły się i nadal istnieją dwa podejścia do analizy EEG jako stosunkowo niezależne: wizualne (kliniczne) i statystyczne. Wizualna (kliniczna) analiza EEG używany z reguły do ​​celów diagnostycznych. Elektrofizjolog, opierając się na określonych metodach takiej analizy EEG, rozstrzyga następujące pytania: czy EEG odpowiada ogólnie przyjętym standardom normalności; jeśli nie, to jaki jest stopień odchylenia od normy, czy pacjent wykazuje objawy ogniskowego uszkodzenia mózgu i jaka jest lokalizacja zmiany. Analiza kliniczna EEG jest zawsze ściśle indywidualna i ma głównie charakter jakościowy. Pomimo faktu, że istnieją ogólnie przyjęte techniki kliniczne opisu EEG, interpretacja kliniczna EEG w dużej mierze zależy od doświadczenia elektrofizjologa, jego umiejętności „odczytywania” elektroencefalogramu, podkreślając w nim ukryte i często bardzo zmienne objawy patologiczne. Należy jednak podkreślić, że w powszechnej praktyce klinicznej duże zaburzenia makroogniskowe lub inne jasno określone formy patologii w EEG są rzadkie. Najczęściej (70-80% przypadków) obserwuje się rozproszone zmiany w aktywności bioelektrycznej mózgu, których objawy są trudne do formalnego opisania. Tymczasem właśnie ta symptomatologia może być szczególnie interesująca dla analizy tej grupy podmiotów, która zaliczana jest do grupy tzw. psychiatrii „mniejszej” – schorzeń z pogranicza „dobrej” normy i oczywistej patologii. Z tego powodu obecnie podejmuje się szczególne wysiłki w celu sformalizowania, a nawet opracowania programów komputerowych do analizy klinicznego EEG. Metody badań statystycznych elektroencefalogramy zakładają, że tło EEG jest stacjonarne i stabilne. Dalsze przetwarzanie w zdecydowanej większości przypadków opiera się na transformacie Fouriera, co oznacza, że ​​fala o dowolnym złożonym kształcie jest matematycznie identyczna z sumą fal sinusoidalnych o różnych amplitudach i częstotliwościach. Transformata Fouriera pozwala na transformację fali wzór tło EEG na częstotliwość i ustal rozkład mocy dla każdej składowej częstotliwości. Stosując transformatę Fouriera, najbardziej złożone oscylacje EEG można zredukować do serii fal sinusoidalnych o różnych amplitudach i częstotliwościach. Na tej podstawie identyfikowane są nowe wskaźniki, które poszerzają znaczącą interpretację rytmicznej organizacji procesów bioelektrycznych. Na przykład specjalnym zadaniem jest analiza udziału lub mocy względnej różnych częstotliwości, która zależy od amplitud składowych sinusoidalnych. Rozwiązuje się to poprzez skonstruowanie widm mocy. Ten ostatni jest zbiorem wszystkich wartości mocy elementów rytmicznych EEG, obliczonych przy określonym kroku próbkowania (w dziesiątych części herca). Widma mogą charakteryzować absolutną moc każdego składnika rytmicznego lub względnego, tj. nasilenie mocy poszczególnych składowych (w procentach) w stosunku do całkowitej mocy EEG w analizowanym fragmencie zapisu.

Widma mocy EEG można poddać dalszej obróbce, np. analizie korelacji, w ramach której wyliczane są funkcje autokorelacji i korelacji krzyżowej, a także konsekwencja , który charakteryzuje miarę synchroniczności zakresów częstotliwości EEG w dwóch różnych odprowadzeniach. Spójność waha się od +1 (całkowicie pasujące przebiegi) do 0 (całkowicie różne przebiegi). Ocena ta dokonywana jest w każdym punkcie ciągłego widma częstotliwości lub jako średnia w podzakresach częstotliwości. Obliczając spójność, można określić charakter zależności wewnątrz- i międzypółkulowych wskaźników EEG w spoczynku i podczas różnych rodzajów aktywności. W szczególności za pomocą tej metody można ustalić półkulę wiodącą dla określonej aktywności podmiotu, obecność stabilnej asymetrii międzypółkulowej itp. Dzięki temu metoda korelacji spektralnej do oceny mocy widmowej (gęstości) elementy rytmiczne EEG i ich spójność są obecnie jednymi z najczęstszych.

Źródła generacji EEG. Paradoksalnie, faktyczna aktywność impulsowa neurony nie znajduje odzwierciedlenia w wahaniach potencjału elektrycznego rejestrowanych z powierzchni ludzkiej czaszki. Powodem jest to, że aktywność impulsowa neuronów nie jest porównywalna z EEG pod względem parametrów czasowych. Czas trwania impulsu (potencjału czynnościowego) neuronu nie przekracza 2 ms. Parametry czasowe składowych rytmicznych EEG obliczane są w dziesiątkach i setkach milisekund. Powszechnie przyjmuje się, że odbijają się procesy elektryczne rejestrowane z powierzchni otwartego mózgu lub skóry głowy synaptyczny aktywność neuronalna. Mówimy o potencjałach, które powstają w błonie postsynaptycznej neuronu odbierającego impuls. Pobudzające potencjały postsynaptyczne trwają dłużej niż 30 ms, a hamujące potencjały postsynaptyczne kory mogą osiągnąć 70 ms lub więcej. Potencjały te (w przeciwieństwie do potencjału czynnościowego neuronu, który powstaje zgodnie z zasadą „wszystko albo nic”) mają charakter stopniowy i można je sumować. Upraszczając nieco obraz, można powiedzieć, że dodatnie fluktuacje potencjału na powierzchni kory mózgowej są związane albo z pobudzającymi potencjałami postsynaptycznymi w jej głębokich warstwach, albo z hamującymi potencjałami postsynaptycznymi w warstwach powierzchniowych. Ujemne wahania potencjału na powierzchni kory prawdopodobnie odzwierciedlają przeciwny stosunek źródeł aktywności elektrycznej. Rytmiczny charakter aktywności bioelektrycznej kory, a zwłaszcza rytmu alfa, wynika głównie z wpływu struktur podkorowych, przede wszystkim wzgórza (międzymózgowia). To właśnie we wzgórzu znajduje się główny, ale nie jedyny, rozruszniki serca lub rozruszniki serca. Jednostronne usunięcie wzgórza lub jego chirurgiczne odizolowanie od kory nowej prowadzi do całkowitego zaniku rytmu alfa w obszarach korowych operowanej półkuli. Jednocześnie nic nie zmienia się w rytmicznej aktywności samego wzgórza. Neurony niespecyficznego wzgórza mają właściwość autorytmiczności. Neurony te poprzez odpowiednie połączenia pobudzające i hamujące są w stanie generować i utrzymywać rytmiczną aktywność w korze mózgowej. Odgrywa główną rolę w dynamice aktywności elektrycznej wzgórza i kory mózgowej formacja siatkowa pień mózgu. Może mieć działanie synchronizujące, tj. promowanie generowania stabilnej rytmiki wzór oraz desynchronizowanie, zakłócanie skoordynowanej aktywności rytmicznej (patrz Czytnik 2.3).

Aktywność synaptyczna neuronów

Znaczenie funkcjonalne EKG i jego elementów. Istotne znaczenie ma kwestia znaczenia funkcjonalnego poszczególnych elementów EEG. Największą uwagę badaczy tutaj zawsze przyciągała rytm alfa- dominujący rytm spoczynkowy EEG u człowieka. Istnieje wiele założeń dotyczących funkcjonalnej roli rytmu alfa. Założyciel cybernetyki N. Wiener, a po nim szereg innych badaczy uważał, że rytm ten pełni funkcję tymczasowego skanowania („czytania”) informacji i jest ściśle powiązany z mechanizmami percepcji i pamięci. Zakłada się, że rytm alfa odzwierciedla pogłos pobudzeń, które kodują informację wewnątrzmózgową i tworzą optymalne tło dla procesu odbioru i przetwarzania dośrodkowy sygnały. Jego rolą jest swego rodzaju funkcjonalna stabilizacja stanów mózgu i zapewnienie gotowości do reagowania. Zakłada się również, że rytm alfa jest związany z działaniem mechanizmów selekcji mózgu, które pełnią funkcję filtra rezonansowego, a tym samym regulują przepływ impulsów zmysłowych. W spoczynku w EEG mogą być obecne inne elementy rytmiczne, ale ich znaczenie najlepiej określić na podstawie zmian w stanach funkcjonalnych organizmu ( Daniłowa, 1992). Zatem rytm delta u zdrowej osoby dorosłej w spoczynku jest praktycznie nieobecny, ale w EEG dominuje w czwartej fazie snu, która pochodzi od tego rytmu (sen wolnofalowy lub sen delta). Natomiast rytm theta jest ściśle powiązany ze stresem emocjonalnym i psychicznym. Czasami nazywany jest rytmem stresu lub rytmem napięcia. U człowieka jednym z objawów pobudzenia emocjonalnego w zapisie EEG jest wzrost rytmu theta o częstotliwości oscylacji 4-7 Hz, który towarzyszy przeżywaniu emocji zarówno pozytywnych, jak i negatywnych. Podczas wykonywania zadań umysłowych może wzrosnąć zarówno aktywność delta, jak i theta. Co więcej, wzmocnienie ostatniej składowej jest dodatnio skorelowane z sukcesem w rozwiązywaniu problemów. Ze względu na swoje pochodzenie rytm theta jest związany z korowo-limbiczny interakcja. Zakłada się, że wzrost rytmu theta podczas emocji odzwierciedla aktywację kory mózgowej przez układ limbiczny. Przejściu ze stanu spoczynku do napięcia zawsze towarzyszy reakcja desynchronizacji, której głównym składnikiem jest aktywność beta o wysokiej częstotliwości. Aktywności psychicznej u dorosłych towarzyszy wzrost siły rytmu beta, znaczny wzrost aktywności o wysokiej częstotliwości obserwuje się podczas aktywności umysłowej zawierającej elementy nowości, natomiast stereotypowym, powtarzalnym operacjom umysłowym towarzyszy jej spadek. Stwierdzono także, że sukcesy w wykonywaniu zadań werbalnych oraz testów relacji wzrokowo-przestrzennych są pozytywnie powiązane z wysoką aktywnością w zakresie beta EEG lewej półkuli. Według niektórych założeń aktywność ta wiąże się z odzwierciedleniem działania mechanizmów skanowania struktury bodźca, realizowanych przez sieci neuronowe wytwarzające aktywność EEG o wysokiej częstotliwości (patrz Czytelnik. 2.1; Czytelnik. 2.5).

Magnetoencefalografia-rejestracja parametrów pola magnetycznego wywołanego aktywnością bioelektryczną mózgu. Parametry te rejestrowane są za pomocą nadprzewodzących czujników interferencji kwantowej oraz specjalnej kamery, która izoluje pola magnetyczne mózgu od silniejszych pól zewnętrznych. Metoda ta ma wiele zalet w porównaniu z rejestracją tradycyjnego elektroencefalogramu. W szczególności promieniowe składowe pól magnetycznych rejestrowane ze skóry głowy nie ulegają tak silnym zniekształceniom jak EEG. Umożliwia to dokładniejsze obliczenie położenia generatorów aktywności EEG rejestrowanej ze skóry głowy.

2.1.2. Potencjały wywołane mózgu

Potencjały wywołane (EP)-oscylacje bioelektryczne, które zachodzą w strukturach nerwowych w odpowiedzi na stymulację zewnętrzną i pozostają w ściśle określonym czasowym związku z początkiem jej działania. U ludzi EP są zwykle uwzględniane w EEG, ale trudno je odróżnić na tle spontanicznej aktywności bioelektrycznej (amplituda pojedynczych odpowiedzi jest kilkukrotnie mniejsza niż amplituda tła EEG). W związku z tym rejestracja IP odbywa się za pomocą specjalnych urządzeń technicznych, które umożliwiają odizolowanie użytecznego sygnału od szumu poprzez sekwencyjną akumulację lub sumowanie. W tym przypadku sumowana jest pewna liczba segmentów EEG odmierzonych w czasie do początku bodźca.

Powszechne stosowanie metody rejestracji EP stało się możliwe dzięki komputeryzacji badań psychofizjologicznych w latach 50-60. Początkowo jego zastosowanie wiązało się głównie z badaniem funkcji sensorycznych człowieka w normalnych warunkach oraz przy różnego rodzaju anomaliach. Następnie metodę zaczęto z powodzeniem stosować do badania bardziej złożonych procesów psychicznych, które nie są bezpośrednią reakcją na bodziec zewnętrzny. Metody izolowania sygnału od szumu pozwalają wykryć potencjalne zmiany w zapisie EEG, które są dość ściśle powiązane w czasie z dowolnym ustalonym zdarzeniem. W związku z tym pojawiło się nowe oznaczenie tego zakresu zjawisk fizjologicznych - potencjały związane ze zdarzeniami (ERP).

Oto przykłady:

• wahania związane z aktywnością kory ruchowej (potencjał motoryczny lub potencjał związany z ruchem);

  potencjał związany z zamiarem wykonania określonej czynności (tzw. fala E);

  potencjał powstający w przypadku pominięcia oczekiwanego bodźca.

Potencjały te są sekwencją dodatnich i ujemnych oscylacji, rejestrowanych zwykle w przedziale 0-500 ms. W niektórych przypadkach możliwe są również późniejsze oscylacje w zakresie do 1000 ms. Ilościowe metody oceny EP i ERP obejmują przede wszystkim ocenę amplitud i opóźnienia. Amplituda to zakres oscylacji składowej mierzony w µV, opóźnienie to czas od początku stymulacji do szczytu składowej mierzony w ms. Ponadto stosowane są również bardziej złożone opcje analizy.

W badaniu EP i BSC można wyróżnić trzy poziomy analizy:

• fenomenologiczny;

  fizjologiczny;

  funkcjonalny.

Poziom fenomenologiczny zawiera opis VP jako reakcji wieloskładnikowej z analizą konfiguracji, składu składników i cech topograficznych. Tak naprawdę jest to poziom analizy, od którego rozpoczyna się każde badanie metodą VP. Możliwości tego poziomu analizy są bezpośrednio związane z doskonaleniem metod ilościowego przetwarzania EP, które obejmują różne techniki, począwszy od oceny opóźnień i amplitud po pochodne, sztucznie konstruowane wskaźniki. Aparat matematyczny do przetwarzania VP jest również zróżnicowany i obejmuje analizy silniowe, dyspersyjne, taksonomiczne i inne. Poziom fizjologiczny. Na podstawie tych wyników na poziomie analizy fizjologicznej identyfikuje się źródła generacji składników EP, tj. Rozwiązywane jest pytanie, w jakich strukturach mózgu powstają poszczególne składniki EP. Lokalizacja źródeł generacji EP pozwala na określenie roli poszczególnych formacji korowych i podkorowych w powstawaniu poszczególnych składników EP. Najbardziej rozpoznawalny jest tu podział VP na egzogenne i endogenne Składniki. Te pierwsze odzwierciedlają aktywność określonych ścieżek i stref, drugie - niespecyficznych ścieżek asocjacyjnych mózgu. Czas trwania obu metod jest szacowany różnie dla różnych modalności. Na przykład w układzie wzrokowym egzogenne składowe EP nie przekraczają 100 ms od momentu pobudzenia. Trzeci poziom analizy ma charakter funkcjonalny polega na wykorzystaniu EP jako narzędzia do badania fizjologicznych mechanizmów zachowania i aktywności poznawczej ludzi i zwierząt.

EP jako jednostka analizy psychofizjologicznej. Przez jednostkę analizy rozumie się zwykle przedmiot analizy, który w odróżnieniu od elementów posiada wszystkie podstawowe właściwości właściwe całości, a właściwości te są dalszymi nierozkładalnymi częściami tej jedności. Jednostka analizy to minimalna formacja, w której bezpośrednio reprezentowane są istotne połączenia i parametry obiektu istotne dla danego zadania. Co więcej, taka jednostka sama w sobie musi być pojedynczą całością, rodzajem układu, którego dalszy rozkład na elementy pozbawi ją zdolności do reprezentowania całości jako takiej. Obowiązkową cechą jednostki analizy jest także to, że można ją operacjonalizować, tj. pozwala na pomiar i obróbkę ilościową. Jeśli uznamy analizę psychofizjologiczną za metodę badania mózgowych mechanizmów aktywności umysłowej, to EP spełniają większość wymagań, jakie można postawić jednostce takiej analizy. Po pierwsze, EP należy zakwalifikować jako reakcję psychonerwową, tj. taki, który jest bezpośrednio powiązany z procesami refleksji mentalnej. Po drugie, VP jest reakcją składającą się z szeregu składników stale ze sobą połączonych. Jest zatem strukturalnie jednorodny i daje się operacjonalizować, tj. posiada charakterystykę ilościową w postaci parametrów poszczególnych składowych (opóźnień i amplitud). Ważne jest, aby parametry te miały różne znaczenie funkcjonalne w zależności od charakterystyki modelu eksperymentalnego. Trzeci, rozkład VP na elementy (składniki), przeprowadzony jako metoda analizy, pozwala scharakteryzować jedynie poszczególne etapy procesu przetwarzania informacji, tracąc przy tym integralność procesu jako takiego. W najbardziej widocznej formie idee dotyczące integralności i spójności PE jako korelatu aktu behawioralnego znalazły odzwierciedlenie w badaniach V.B. Szwyrkowa. Zgodnie z tą logiką EP, zajmujące cały odstęp czasowy pomiędzy bodźcem a reakcją, odpowiadają wszystkim procesom prowadzącym do powstania reakcji behawioralnej, natomiast konfiguracja EP zależy od charakteru aktu behawioralnego i cech układu funkcjonalnego który zapewnia tę formę zachowania. W tym przypadku poszczególne elementy PE są uważane za odzwierciedlenie etapów syntezy aferentnej, podejmowania decyzji, aktywacji mechanizmów wykonawczych i osiągnięcia użytecznego wyniku. W tej interpretacji EP pełnią rolę jednostki psychofizjologicznej analizy zachowania. Jednak główny nurt zastosowań EP w psychofizjologii wiąże się z badaniem mechanizmów fizjologicznych i koreluje aktywność poznawcza człowieka. Kierunek ten definiuje się jako kognitywny psychofizjologia. Wykorzystuje EP jako pełnoprawną jednostkę analizy psychofizjologicznej. Jest to możliwe, ponieważ zgodnie z obrazową definicją jednego z psychofizjologów EP mają wyjątkowy podwójny status, pełniąc jednocześnie funkcję „okna do mózgu” i „okna do procesów poznawczych” (patrz Czytelnik 2.4).

Potencjały wywołane mózgu są nowoczesne metoda testowania Funkcje i działanie analizatorów kory mózgowej. Metoda ta pozwala na rejestrację reakcji wyższych analizatorów na różne zewnętrzne sztuczne bodźce. Najczęściej stosowane i rozpowszechnione bodźce to odpowiednio wzrokowe (do rejestracji wzrokowych potencjałów wywołanych), słuchowe (do rejestracji akustycznych potencjałów wywołanych) i somatosensoryczne.

Przetwarzaj bezpośrednio rejestracja potencjałów przeprowadzane za pomocą mikroelektrod, które zbliżają się do komórek nerwowych określonego obszaru kory mózgowej. Mikroelektrody mają swoją nazwę, ponieważ ich rozmiar i średnica nie przekraczają jednego mikrona. Takie małe urządzenia są reprezentowane przez proste pręty, które składają się z izolowanego drutu o wysokiej rezystancji z zaostrzoną końcówką rejestrującą. Sama mikroelektroda jest zamocowana na stałe i podłączona do wzmacniacza sygnału. Informacje o tym ostatnim odbierane są na ekranach monitorów i zapisywane na taśmie magnetycznej.

Jest to jednak metoda uważana za inwazyjną. Istnieje również metoda nieinwazyjna. Zamiast doprowadzać mikroelektrody do komórek kory, badane elektrody przyczepia się do skóry głowy, szyi, tułowia lub kolan – w zależności od celu eksperymentu.

Technika potencjałów wywołanych służy do badania aktywności układów sensorycznych mózgu, metoda ta ma także zastosowanie w zakresie procesów poznawczych (mentalnych). Istotą tej technologii jest rejestracja potencjałów bioelektrycznych powstających w mózgu w odpowiedzi na zewnętrzny sztuczny bodziec.

Reakcja wywołana przez mózg jest zwykle klasyfikowana w zależności od szybkości reakcji tkanki nerwowej:

• Krótkie opóźnienie – szybkość reakcji do 50 milisekund.
• Średnie opóźnienie - szybkość reakcji od 50 do 100 milisekund.
• Długie opóźnienie - reakcja 100 milisekund i więcej.

Odmianą tej metody są motoryczne potencjały wywołane. Są one utrwalane i usuwane z mięśni ciała w odpowiedzi na działanie wpływu elektrycznego lub magnetycznego na tkankę nerwową obszaru motorycznego kory mózgowej. Technika ta nazywana jest przezczaszkową stymulacją magnetyczną. Technologia ta ma zastosowanie w diagnostyce chorób układu korowo-rdzeniowego, czyli dróg prowadzących impulsy nerwowe z kory do rdzenia kręgowego.

Główne właściwości potencjałów wywołanych to opóźnienie, amplituda, polaryzacja i kształt sygnału.

Rodzaje

Każdy typ implikuje nie tylko ogólne, ale także specyficzne podejście do badania aktywności kory.

Wizualni wiceprezesi

Wizualne potencjały wywołane mózgu to metoda polegająca na rejestrowaniu reakcji kory mózgowej na bodźce zewnętrzne, takie jak np. błysk światła. Procedura jest następująca:

• Elektrody aktywne mocuje się do skóry okolicy ciemieniowej i potylicznej, natomiast elektrodę referencyjną (w stosunku do której dokonywany jest pomiar) umieszcza się na skórze czoła.
• Pacjent zamyka jedno oko, a wzrok drugiego kieruje się na monitor, skąd dostarczana jest stymulacja światłem.
• Następnie zmieniają oczy i przeprowadzają ten sam eksperyment.

Wiceprezesi słuchowi

Akustyczne potencjały wywołane pojawiają się w odpowiedzi na stymulację kory słuchowej poprzez naprzemienne kliknięcia dźwiękowe. Dźwięk jest prezentowany pacjentowi najpierw do lewego ucha, a następnie do prawego. Poziom sygnału jest wyświetlany na monitorze, a uzyskane wyniki są interpretowane.

EP somatosensoryczne

Metoda ta polega na rejestracji nerwów obwodowych, które powstają w odpowiedzi na stymulację bioelektryczną. Technika składa się z kilku etapów:

• Elektrody stymulujące przyczepiane są do skóry pacjenta w miejscach, przez które przechodzą nerwy czuciowe. Zazwyczaj takie miejsca zlokalizowane są w okolicy nadgarstka, kolana lub kostki. Elektrody rejestrujące są przymocowane do skóry głowy powyżej obszaru czuciowego kory mózgowej.
• Rozpoczęcie stymulacji nerwów. Powinno nastąpić co najmniej 500 aktów podrażnienia nerwów.
• Komputery uśredniają wskaźnik prędkości i wyświetlają wynik w formie wykresu.

Diagnostyka

Somatosensoryczne potencjały wywołane znajdują zastosowanie w diagnostyce różnych chorób układu nerwowego, w tym schorzeń zwyrodnieniowych, demielinizacyjnych i naczyniowych tkanki nerwowej. Metoda ta ma także potwierdzenie w diagnostyce polineuropatii w cukrzycy.

Monitory potencjałów wywołanych rejestrują aktywność elektryczną układu nerwowego w odpowiedzi na stymulację określonych szlaków nerwowych. Mogą to być somatosensoryczne, wzrokowe, akustyczne potencjały wywołane z pnia mózgu lub motoryczne potencjały wywołane. Rejestracja potencjałów wywołanych stanowi minimalnie inwazyjną (lub nieinwazyjną), obiektywną i powtarzalną metodę badania, która uzupełnia kliniczne badanie neurologiczne.

W przypadku śpiączki barbiturowej lub przedawkowania narkotyków wywołało potencjalne testowanie pozwala odróżnić działanie leków od uszkodzenia układu nerwowego. Jest to możliwe, ponieważ leki mają niewielki wpływ na potencjały wywołane o krótkim opóźnieniu, nawet w dawkach wystarczających do wytworzenia izoelektrycznego EEG.

Wskazania do monitorowania potencjałów wywołanych:
Monitorowanie integralności układu nerwowego śródoperacyjnie, np. podczas skomplikowanych operacji na zdeformowanym kręgosłupie.
Monitorowanie pod kątem TBI i śpiączki.
Ocena głębokości znieczulenia.
Diagnostyka chorób demielinizacyjnych.
Diagnostyka neuropatii i guzów mózgu.

Klasyfikacja potencjałów wywołanych

Wezwany potencjały dzielą się na rodzaj stymulacji, miejsce stymulacji i zapisu, amplitudę, okres utajony pomiędzy bodźcem a potencjałem oraz polaryzację potencjału (dodatnią lub ujemną).

Opcje stymulacji:
Elektryczne – elektrody umieszczane na skórze głowy, nad kręgosłupem lub nerwami obwodowymi lub elektrody zewnątrzoponowe umieszczane śródoperacyjnie.
Magnetyczny - używany do badania motorycznych potencjałów wywołanych, pozwalający uniknąć problemów z kontaktem elektrod, ale jest niewygodny w użyciu
Wizualny (odwrócenie szachownicy) lub słuchowy (kliknięcia).

Strefa stymulacji:
Korowy
Kręgosłup powyżej i poniżej badanego obszaru.
Mieszane nerwy obwodowe
Mięśnie (dla motorycznych potencjałów wywołanych).

Opóźnienie potencjałów wywołanych:
Długotrwały – setki milisekund – jest tłumiony przez znieczulenie podczas operacji i nie jest przydatny do monitorowania sedacji.
Średnia – kilkadziesiąt milisekund – rejestrowana jest na tle znieczulenia i zależy od jego głębokości.
Krótkie – milisekundowe – są zwykle badane podczas operacji, ponieważ w najmniejszym stopniu zależą od znieczulenia i sedacji.
Wydłużenie okresu utajenia o ponad 10% lub zmniejszenie amplitudy o >50% jest oznaką zwiększonego ryzyka powikłań.

Biegunowość potencjałów wywołanych:
Każdy rodzaj potencjału wywołanego ma swoją własną charakterystykę falową. Specjalne piki są markerami działania lub uszkodzeń leków

Wizualne potencjały wywołane (VEP)

Wizualne potencjały wywołane(VEP) powstają, gdy kora mózgowa reaguje na stymulację wzrokową błyskami światła lub wzorem odwróconej szachownicy, rejestrowanym w okolicy potylicznej.
Wizualne potencjały wywołane (VEP) rejestruje się podczas operacji nerwu wzrokowego, skrzyżowania wzrokowego i podstawy czaszki w celu zdiagnozowania stwardnienia rozsianego.
Wzrokowe potencjały wywołane (VEP) są ogólnie uważane za mniej niezawodne niż inne typy potencjałów wywołanych.

Akustyczne potencjały wywołane pnia mózgu

Metoda pnia bada przewodzenie słuchowe przez ucho, nerw czaszkowy VIII do dolnych części mostu oraz w kierunku donosowym wzdłuż pętli bocznej w górę pnia mózgu:
Służy do manipulacji na tylnym dole czaszki.
Akustyczne potencjały wywołane pnia mózgu można łatwo zarejestrować u pacjentów w stanie śpiączki lub sedacji i mogą być przydatne w ocenie stopnia uszkodzenia pnia mózgu w przypadku braku innych przyczyn depresji przytomności.

Somatosensoryczne potencjały wywołane

Somatosensoryczne potencjały wywołane rejestrowane z mózgu lub rdzenia kręgowego w odpowiedzi na stymulację obwodowych nerwów czuciowych. Najczęściej stosowaną stymulacją nerwów są nerwy pośrodkowe, łokciowe i piszczelowe tylne podczas operacji kręgosłupa lub splotu ramiennego.

Wszystkie te badania powinny być wykonywane przez doświadczonych specjalistów i ich specjalistów interpretacja na oddziale intensywnej terapii należy przeprowadzić w związku z chorobą podstawową (np. ślepotą lub głuchotą, hipotermią, hipoksemią, niedociśnieniem, hiperkapnią i zmianami niedokrwiennymi nerwów), która może zmienić wyniki.

Motoryczne potencjały wywołane (elektromiografia, EMG)

Ten metoda pozwala zmierzyć potencjał elektryczny komórek mięśniowych podczas koszenia lub w stanie aktywności. Potencjał jednostki motorycznej mierzy się poprzez wprowadzenie elektrody igłowej w badaną część mięśnia. W ten sposób określa się obecność peuropatii lub miopatii.

Badani są przytomni pacjenci potencjał elektryczny mięśni w spoczynku, przy niewielkim wysiłku i przy maksymalnym wysiłku. Konieczne jest zbadanie 20 potencjałów jednostek motorycznych w co najmniej 10 różnych obszarach.
Natychmiast po podaniu elektroda występuje krótki okres aktywności elektrycznej o amplitudzie mniejszej niż 500 μV, po którym następuje okres bezczynności podczas badania zdrowych mięśni.

Czasami w płytach końcowych silnika występuje aktywność tła.
Obecność dwufazowego migotanie zwykle wskazuje, że mięsień jest odnerwiony, chociaż w czasie jego normalnej pracy można zaobserwować migotanie w jednym z obszarów mięśnia.

Fascykulacje, jeśli nie są spowodowane suksametonium, są zawsze objawem patologicznym i zwykle wskazują na uszkodzenie komórek rogów przednich rdzenia kręgowego, ale czasami mogą wystąpić wtórnie do uszkodzenia korzenia nerwowego lub uszkodzenia mięśni obwodowych.