Electroencephalogram ของสมอง - หลักการทำงานและวิธีการใช้งาน

หากบุคคลซึ่งอยู่ในสภาวะพักผ่อนทั้งทางร่างกายและจิตใจ ใช้อิเล็กโทรดที่ศีรษะและเชื่อมต่อผ่านเครื่องขยายเสียงเข้ากับอุปกรณ์บันทึก จากนั้นคุณสามารถจับ การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า… การสั่นสะเทือนเหล่านี้เกิดขึ้นในเปลือกสมองและเกี่ยวข้องกับกิจกรรมประสาทพิเศษ นอกจากนี้ยังบันทึกโดยตรงจากสมองเมื่อมีการเปิดกะโหลกศีรษะในระหว่างการผ่าตัด

การปรากฏตัวของการสั่นทางไฟฟ้าเป็นจังหวะที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในสมองก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2418 โดยนักสรีรวิทยาชาวรัสเซีย V. Ya. Danilevsky และนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Richard Cato ทดลองกับสัตว์ที่มีกะโหลกศีรษะเปิด

ต่อมาแสดงให้เห็นว่าสามารถบันทึกกระแสไฟฟ้าของสมองผ่านผิวหนังและกระดูกของกะโหลกศีรษะที่ไม่บุบสลายได้ นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการเปลี่ยนไปสู่การศึกษาปรากฏการณ์เหล่านี้ในมนุษย์

คุณสมบัติที่น่าสนใจที่สุดของการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าของสมองมนุษย์คือลักษณะของมัน จังหวะเกือบปกติที่มีความถี่ประมาณ 10 Hz - นี่คือคลื่นอัลฟาที่เรียกว่าในพื้นหลังจะมองเห็นการแกว่งถี่ขึ้น - คลื่นเบต้าที่ 13 - 30 Hz และคลื่นแกมมาที่ 60 - 150 Hz ขึ้นไป นอกจากนี้ยังสังเกตการแกว่งที่ช้าลง - คลื่น 1 - 3 - 7 Hz

รูปคลื่นไฟฟ้าของสมองเรียกว่าอิเล็กโทรเอนฟาโลแกรมและสาขาสรีรวิทยาไฟฟ้าที่ศึกษารูปแบบของกิจกรรมทางไฟฟ้าในสมองเรียกว่าอิเล็กโตรเอนฟาโลกราฟี (EEG) อิเล็กโทรเอนฟาโลแกรมยืมตัวมาจากการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของฟูริเยร์

Electroencephalography มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับการทำงานของสมอง เช่นเดียวกับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติในการวินิจฉัยโรคทางสมอง

เพื่อป้องกันวัตถุจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก ให้วางวัตถุไว้ในห้องที่มีการป้องกัน แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดในการได้มาซึ่งคลื่นไฟฟ้าสมอง: ศักยภาพของผิวหนังและกล้ามเนื้อ, คลื่นไฟฟ้าหัวใจ, การเต้นของหลอดเลือดแดง, การเคลื่อนไหวของอิเล็กโทรด, การเคลื่อนไหวของเปลือกตาและดวงตา, ​​และเสียงเครื่องขยายเสียง

ภาพคลื่นไฟฟ้าสมองที่ดีที่สุดได้มาจากบุคคลที่พักผ่อนเต็มที่: คนๆ หนึ่งนั่งหรือนอนได้ดีขึ้น (แต่ไม่หลับ) ในห้องมืดที่กั้นเสียงด้วยมุ้งลวดในท่าที่สบาย แยกจากสิ่งเร้าภายนอกและเมื่อพักผ่อนเต็มที่

สถานการณ์นี้มีความสำคัญมาก บ่อยครั้งในผู้ที่มาศึกษาเป็นครั้งแรกนั้นเป็นเรื่องยากที่จะลงทะเบียนอิเล็กโทรกราฟีเนื่องจากความระมัดระวังและความกลัวต่อสภาพแวดล้อมที่ผิดปกติ

ผู้คนแตกต่างกันในลักษณะ EEG โดยกำเนิด ในบางครั้งการตรวจจับจังหวะที่ถูกต้องของคลื่นอัลฟ่าทำได้ง่ายมาก ในบางครั้ง จะไม่มีการบันทึกเลย

Electroencephalograms ยังแตกต่างกันในรูปร่าง, แอมพลิจูด, ระยะเวลา, ความสม่ำเสมอของคลื่นอัลฟา, เช่นเดียวกับตำแหน่ง, จำนวนและความเข้มของคลื่นอื่น ๆ - เบต้า, เดลต้าและแกมมา

เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะสังเกตความคงตัวที่น่าประหลาดใจของคุณสมบัติพื้นฐานของอิเล็กโทรเอนฟาโลแกรมของมนุษย์ ซึ่งเกิดขึ้นจากการศึกษาซ้ำแล้วซ้ำอีกเป็นเวลาหลายเดือน

โดยปกติแล้ว เป็นไปได้ที่จะทราบล่วงหน้าว่าการตรวจคลื่นไฟฟ้าสมองแบบปกติจะเกิดขึ้นเร็วเพียงใดในเรื่องที่ได้รับการศึกษาเป็นอย่างดี และลักษณะเฉพาะของเขาเป็นอย่างไร อย่างไรก็ตามพร้อมกับคุณสมบัติที่โดดเด่นของอิเล็กโทรอิฟฟาโลแกรมของบุคคลที่มีสุขภาพแข็งแรงแล้วยังมีความแปรปรวนทางสรีรวิทยาอย่างมากแม้ในวันเดียวกัน

เงื่อนไขที่ขาดไม่ได้สำหรับการได้รับอิเลคโตรโฟแกรมปกติของบุคคลคือส่วนที่เหลือของสมองที่ตื่น เป็นที่เข้าใจได้ว่ายากเพียงใดที่จะบรรลุสิ่งนี้ในสภาวะที่กระฉับกระเฉงโดยปิดการทำงานของสมอง

จากการเฝ้าสังเกตการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในเปลือกสมองของบุคคลเป็นเวลาหลายชั่วโมง วันแล้ววันเล่า เราจะเห็นว่าสมองมักจะเป็นเหมือนกระจกสะท้อนสิ่งที่กำลังทำอยู่ในขณะนั้น

บางครั้งจังหวะปกติของสมองก็หายไปเองหรือการสั่นความถี่สูงปรากฏขึ้นหรือกระแสของกล้ามเนื้อพิเศษปรากฏขึ้น หมายความว่าคนๆ นั้นกำลังครุ่นคิดเกี่ยวกับบางสิ่ง เคลื่อนไหวบางอย่าง จินตนาการถึงบางสิ่ง ความแปรปรวนของคลื่นไฟฟ้าสะท้อนถึงความผันผวนของความตื่นเต้นง่ายของระบบประสาทส่วนกลาง

หากคุณขอให้บุคคลทำงานทางจิตบางอย่าง เช่น การแก้ปัญหาที่เป็นสถานการณ์ที่ยากลำบาก คุณสามารถสังเกตการหายไปของจังหวะปกติของคลื่นอัลฟ่าและลักษณะของการสั่นความถี่สูง ในระหว่างการทำงานทางจิตที่รุนแรง คลื่นอัลฟ่าจะถูกแทนที่ด้วยการปล่อยความถี่สูง 500-1,000 เฮิร์ตซ์ ซึ่งคงอยู่ตลอดระยะเวลาของกิจกรรมทางจิต หลังจากสิ้นสุดคลื่นอัลฟาจะกลับคืนมา

การสั่นด้วยความถี่สูงที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางจิตสามารถคงอยู่ได้นาน ในนักเรียนที่มักจะสร้างจังหวะของสมองตามปกติ การบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมองจะกลายเป็นเรื่องยาก โดยสังเกตได้เฉพาะการสั่นความถี่สูงเท่านั้น ปรากฎว่าเขายุ่งอยู่กับการเตรียมสอบในวันที่ว่างจากการทดลอง

ในอีกวิชาหนึ่งที่มีการตรวจคลื่นไฟฟ้าสมองตามปกติอย่างง่ายดายอย่างน่าประหลาดใจ มีการสังเกตการสั่นด้วยความถี่สูงเพียงครั้งเดียวเท่านั้น ปรากฎว่าเขาวาดภาพเป็นเวลาสองชั่วโมงก่อนการทดลอง

โดยทั่วไป จังหวะปกติของคลื่นอัลฟ่าเป็นลักษณะเฉพาะของสมองมนุษย์ในสภาวะสงบ และการสั่นความถี่สูง คลื่นบีตาและแกมมาจะเกี่ยวข้องกับการทำงานของมัน

กิจกรรมจังหวะของสมองนอกเหนือไปจากบริเวณมอเตอร์เริ่มต้นในคนเพียงหนึ่งเดือนหลังคลอด เห็นได้ชัดว่ามันพัฒนาไปพร้อม ๆ กับกิจกรรมของเยื่อหุ้มสมองเมื่อเด็กเริ่มจดจำและจับวัตถุ

เนื่องจากในวัยนี้แตกต่างจากผู้ใหญ่ อิเล็กโทรเอนฟาโลแกรมจึงค่อย ๆ เปลี่ยนแปลง โดยอายุ 11-12 ปีเท่านั้นจึงจะเข้าใกล้บรรทัดฐานสำหรับผู้ใหญ่กิจกรรมที่เป็นจังหวะของสมองยังคงดำเนินต่อไปในการนอนหลับ แต่การเปลี่ยนแปลงจะง่ายขึ้นและราบรื่นขึ้น การสั่นสะเทือนช้าลงปรากฏขึ้น

เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าจังหวะของสมองของผู้นอนหลับจะไม่ถูกรบกวน เช่น เสียงรถจากห้องถัดไปหรือเสียงแตรจากถนน แต่ถ้าได้ยินเสียงในห้อง ตัวอย่างเช่น เสียงกรอบแกรบของกระดาษ เกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่ามีคนอยู่ในห้อง สมองของผู้นอนหลับเปลี่ยนไป นี่เป็นเพราะการมีอยู่ของ «จุดสังเกตของสมอง» ซึ่งตื่นระหว่างการนอนหลับของบุคคล

ด้วยความช่วยเหลือของวิธีอิเล็กโทรเอนฟาโลกราฟฟี มันเป็นไปได้ที่จะสังเกตและบันทึกการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนเหล่านี้ในกิจกรรมของสมองที่เกี่ยวข้องกับความรู้สึกส่วนตัวบางอย่าง

ในโรคสมองจะมีคลื่นที่มีรูปร่างและระยะเวลาพิเศษปรากฏขึ้น ในเนื้องอกในสมองจะมีคลื่นช้าที่มีความถี่ 1-3 Hz ซึ่งเขาเรียกว่าคลื่นเดลต้า คลื่นเดลต้าจะถูกบันทึกเมื่อรับจากจุดบนกะโหลกศีรษะเหนือเนื้องอกโดยตรง ในขณะที่คลื่นปกติจะถูกบันทึกเมื่อรับจากส่วนอื่นของสมองที่ไม่ได้รับจากเนื้องอก การปรากฏตัวของคลื่นเดลต้าในส่วนของสมองที่ได้รับผลกระทบจากเนื้องอกนั้นพิจารณาจากความเสื่อมของเยื่อหุ้มสมองในที่นี้

ด้วยวิธีนี้ อิเล็กโทรเอนฟาโลแกรมช่วยในการจดจำการมีอยู่ของเนื้องอกและตำแหน่งที่แน่นอนของมัน คลื่นเดลต้าในอิเล็กโทรเอนฟาโลแกรมยังพบได้ในพยาธิสภาพอื่นๆ ของสมองด้วย

ในการบาดเจ็บบางอย่าง: คลื่นเดลต้าทางพยาธิวิทยาจะสังเกตได้ในอิเล็กโทรเอนฟาโลแกรมหลายปีหลังจากได้รับบาดเจ็บที่ศีรษะ

จังหวะของสมองมนุษย์เปลี่ยนหรือหายไปโดยสิ้นเชิงกับการสูญเสียสติที่เกิดจากสาเหตุต่าง ๆ พวกเขาเปลี่ยนเมื่อขาดออกซิเจน ดังนั้น ในการทดลองศึกษาผลของการหายใจในส่วนผสมของอากาศที่มีเปอร์เซ็นต์ออกซิเจนลดลงซึ่ง ทำให้หมดสติ , กลุ่มของคลื่นคล้ายหนามแหลม, แรงดันไฟฟ้าพิเศษ, จะถูกบันทึกราวกับว่าสมองสูญเสียเบรกบางอย่างไป

มีการบันทึกคลื่นกระตุกช้าแบบเดียวกันนี้ในผู้ที่หมดสติจากการถูกกระทบกระแทกทันทีหลังจากได้รับบาดเจ็บที่ศีรษะ ในโรคทางสมองบางโรค มีการบันทึกศักยภาพความถี่สูง (เช่น ในโรคจิตเภท) หรือในการสลับกันของคลื่นช้าและคลื่น (ในโรคลมบ้าหมู)

วิธีการตรวจคลื่นไฟฟ้าสมองมีความสำคัญต่อการวินิจฉัยและการศึกษาโรคทางสมอง สำหรับความสำคัญทางทฤษฎี electroencephalography ช่วยให้สามารถลงทะเบียนสถานะของความตื่นเต้นง่ายของเปลือกสมองได้เปิดการเข้าถึงการศึกษาโดยตรงของกระบวนการกระตุ้นและการยับยั้งในสมองของมนุษย์ซึ่งเป็นอัตราส่วนที่ถือเป็นกลไกหลักของกิจกรรมประสาท .